二溴甲烷及相關分子在近紫外光區多光子光解機構之研究

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侯光益(Kuang-Yi Hou) 查詢紙本館藏

畢業系所

化學學系

論文名稱

二溴甲烷及相關分子在近紫外光區多光子光解機構之研究
(Multiphoton dissociation mechanisms of photolysis dibromomethane and related molecule in near ultraviolet wavelengths.)

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摘要(中)

本論文研究是以近紫外光為光解光源於流動式樣品槽 (flow cell) 中進行光解反應，二溴甲烷 (CH2Br2) 的光解反應主要是以 266 nm 雷射為光源，從取得的放射光譜 (nascent emission spectra) 觀測到的放光物種有 CH (A2Δ, B2Σ-, C2Σ+)、激發態溴原子及 C2 的 Swan Band。而我們也對 CH (A2Δ) 及激發態溴原子做不同雷射功率對訊號強度實驗得知兩者皆為吸收三個 266 nm 光子的產物。我們也搭配染料雷射取得雷射誘導螢光分光光譜探測是否有光解產生中間產物的存在，但未觀測到 CHBr 與 CH2 這兩個可能的中間產物。我們還採用其他波長 (280 nm，285 nm，289 nm 及 355 nm) 光源來光解溴仿、一溴二氯甲烷及二溴甲烷，從不同波長光源光解所觀測到的產物光譜來計算光解所需要的能量，可推測光解時中間產物可能會有能量重新分配的過程，並建立一個較準確的能量圖。而在 280 nm 光解溴仿時沒有觀測到溴原子的放光，確定光解產生的是基態溴原子，並藉由改變樣品槽壓力對溴原子訊號強度的實驗讓我們更清楚的瞭解 266 nm 光解溴仿與二溴甲烷產生之激發態原子的機制。最後由文獻及我們進行光解實驗所得到的結果，可以推論出 266 nm 光解二溴甲烷的光解機制，顯示二溴甲烷與溴仿一樣第一個光子光解的主要路徑為斷 C-Br 鍵的過程。

摘要(英)

Dibomomethane (CH2Br2) is a major source of atmospheric bromine atoms that deplete the ozone layer. We studied the photolysis reaction of dibromomethane at 266 nm using nascent emission spectroscopy and laser-induced dispersed fluorescence spectroscopy in a slow flow system. In the nascent emission spectra, several excited species including CH (A2Δ, B2Σ-, and C2Σ+), atomic Br (4Po and 4Do), and C2 (d3Πg ) were observed, while the possible reaction intermediates such as CHBr or CH2 cannot be found in the emission or laser-induced dispersed fluorescent spectra. The power dependence and concentration dependence experiments were carried out to verify the multiphoton photolysis mechanism. Additionally, nascent emission spectra of the photolysis reactions at other near ultraviolet wavelengths (280 nm, 285 nm, 289 nm, and 355 nm) of bromoform (CHBr3), dichlorobromomethane (CHBrCl2), and dibromomethane (CH2Br2) were also acquired. The differences between these emission spectra at different wavelengths reveal the energies needed for the photolysis. These results shed light on the multiphoton photolysis mechanism of bromomethanes.

關鍵字(中)

★ 多光紫光解機構
★ 二溴甲烷
★ 光解
★ 雷射

關鍵字(英)

★ multiphoton dissociation mechanisms
★ dibromomethane
★ photolysis
★ laser

論文目次

摘要 (中文) Ⅰ
摘要 (英文) Ⅱ
謝誌 Ⅲ
目錄 Ⅳ
表目錄 Ⅶ
圖目錄 Ⅷ
第一章序論
1-1 研究方向與動機 1
1-2 溴化烷類 (CHBr3, CHBrCl2, CHBr2Cl, CH2Br2) 的相關研究 3
1-2-1 溴仿的相關研究 4
1-2-2 一氯二溴甲烷與一溴二氯甲烷的相關研究 7
1-2-3 二溴甲烷的相關研究 8
1-3 研究目標 9
第二章實驗
2-1 光譜技術簡介 11
2-2 自由基產生技術 13
2-3 流動式樣品槽之實驗裝置 14
2-4 增強式電荷偶合偵測器 18
2-5 光譜之放光收集 21
2-6 利用染料雷激發物種之螢光分光光譜實驗 23
2-6-1 改變樣品槽壓力與訊號強弱的關係 24
2-6-2 不同功率之雷射光源對訊號強度的關係 24
第三章光解二溴甲烷與相關烷類之放射光譜與機構探討
3-1 266 nm 雷射光解二溴甲烷之放射光譜 26
3-1-1 如何產生溴原子 28
3-1-2 如何產生激發態溴原子 29
3-2 266 nm 光解二溴甲烷之中間產物其螢光分光光譜 31
3-2-1 CHBr 物種的螢光分光光譜 32
3-2-2 CH2 物種的螢光分光光譜 34
3-3 光解二溴甲烷的機制探討及推測 35
3-4 其他波長之紫外光 ( 280 nm、285 nm、289 nm、355nm )光解溴仿、一氯二溴甲烷與二溴甲烷的機制探討 38
3-4-1 其他波長光解溴仿與一氯二溴甲烷的探討 38
3-5 266 nm 雷射光解溴仿與二溴甲烷所需能量的推測 40
第四章結論 43
參考文獻 46

參考文獻

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指導教授

張伯琛(Bor-chen Chang)

審核日期

2009-7-21

推文