以近紫外光光解碘仿及相關分子之光譜研究

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廖祥甫(Hsiang-Fu Liao) 查詢紙本館藏

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化學學系

論文名稱

以近紫外光光解碘仿及相關分子之光譜研究
(Studied of photolysis reaction of iodoform and relative molecular research)

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摘要(中)

本研究主要以近紫外光光源於流動式樣品槽中光解碘仿 (CHI3)與碘甲烷 (CH3I) 取得放射光譜，並且搭配染料雷射激發其它非放光性物種以取得雷射誘導螢光分光光譜。由放射光譜中光解碘仿可以見到 [CH (A2Δ)、CH (B2Σ-)以及CH (C2Σ+)] 等以及激發態碘原子，而光解碘甲烷只能取得 CH (A2Δ) 光譜及一些尚未釐清的譜帶。而由螢光分光光譜中，光解碘仿及碘甲烷皆可見到碘分子 (I2) 的訊號。但光解可能產生的中間產物亞甲基分子如 CH2 或 CHI 目前都尚未觀測到。從不同雷射功率與訊號強度關係的實驗中，我們可以知道光解碘仿產生之CH (A2Δ) 可能為兩個光子以上的產物，與光解碘甲烷產生CH (A2Δ) 為三個光子或以上的過程不同。但碘分子皆為第一個光子光解後之碘原子碰撞而生成的，然而目前對高激發態碘原子放光形成的原因仍有待釐清。除了利用光譜結果來討論光解碘化甲烷類的光解機制外，同時也可以使用不同波長的雷射 (266 nm，280 nm，310 nm以及 330 nm) 來光解碘化甲烷類分子，藉以觀察在不同波長下的光解機制有何不同，進而確立精確的反應能量圖。

摘要(英)

We studied the photolysis reaction of iodoform (CHI3) and iodomethane (CH3I) at various near-ultraviolet wavelengths (266 nm, 280 nm and 310 nm) by using nascent emission spectroscopy and laser-induced dispersed fluorescence spectroscopy in a flow system. Excited species including CH (A2Δ, B2Σ-, and C2Σ+) and atomic iodine were observed in the nascent emission spectrum following the photolysis of CHI3, while only CH (A2Δ) and some unknown bands were seen in the nascent emission spectrum following photolysis of CH3I. Molecular iodine (I2) was discovered in the laser-induced dispersed fluorescence spectrum following the photolysis of CHI3 as well as in that of CH3I, but the possible reaction intermediates such as CHI or CH2 cannot be found. Other experiments such as power dependence, concentration dependence and delay time measurements were carried out to verify the multiphoton photolysis mechanism. Based upon the results, I2 is formed from the collisions of iodine atoms generated from the photolysis at first photon.

關鍵字(中)

★ 光譜
★ 碘仿
★ 碘甲烷
★ 近紫外光
★ 光解

關鍵字(英)

★ iodoform
★ photolysis

論文目次

目錄
摘要 I
Abstract II
謝誌 III
目錄 IV
表目錄 VI
圖目錄 VII
第一章序論 1
1-1 研究方向與動機 1
1-2 碘仿與碘甲烷等相關分子的研究 5
1-3 研究目標 6
第二章實驗 9
2-1 光譜技術介紹 9
2-2 流動式樣品槽中光解碘仿 11
2-3 流動式樣品槽中光解碘甲烷 12
2-4 光解雷射 13
2-5 增強式電荷偶合裝置偵測器 14
2-6光譜之放光收集 17
2-7利用染料雷射激發物種之螢光分光光譜實驗 20
2-7-1 改變樣品槽壓力與訊號強弱的關係 21
2-7-2 不同功率之雷射光源對訊號強度的關係 21
第三章光解碘仿與相關分子之放射光譜探討 23
3-1 流動式樣品槽內光解碘仿 23
3-1-1 流動式樣品槽光解碘甲烷 27
3-2 266 nm雷射光解碘仿與相關分子中間產物之螢光分光光譜 28
3-2-1 CHI螢光分光光譜 28
3-2-2 I2之螢光分光光譜 30
3-2-3 CH2物種的螢光分光光譜 32
3-3 266 nm雷射光解碘仿與相關分子機制討論 32
3-3-1 266 nm雷射光解碘仿之可能反應機構探討 33
3-3-2 以266 nm雷射光解碘甲烷之機制探討 36
3-4 不同近紫外光光解碘仿之放射光譜探討 38
3-4-1 不同波長之近紫外光光解碘仿烷產生之CH (A2Δ)能量分佈探討 40
3-5 光解碘化甲烷與溴化甲烷類之機制比較 40
第四章結論 43
參考文獻 80
表目錄
表一碘 (I) 原子譜線位置 47
表二 CHI 相關譜帶位置 48
表三 CHCl 相關譜帶位置 49
表四各物種的生成焓(Enthalpies of Formation) 50
表五碘分子 (I2) 相關譜帶 51
圖目錄
圖一自由基與含鹵素分子比例之模型計算分布圖 52
圖二碘之光化學反應循環圖 53
圖三流動式樣品槽近照圖 54
圖四 ICCD時間控制示意圖 55
圖五近紫外光光解螢光分光光譜實驗裝置示意圖 56
圖六碘仿與碘甲烷在近紫外光區的吸收截面比較圖 57
圖七流動式樣品槽光解碘仿之放射光譜 58
圖八 266 nm光解CHI3產生之CH(A)放光強度與雷射功率關係圖 59
圖九光解碘仿產生 CH (A2Δ→X2Π) 訊號強度與壓力關係 60
圖十流動式樣品槽光解碘仿之放射光譜 61
圖十一流動式樣品槽光解碘仿之放射光譜 62
圖十二 266 nm光解二碘甲烷產生之碘原子放射光譜 63
圖十三流動式樣品槽光解碘甲烷之放射光譜 64
圖十四 266 nm光解碘甲烷產生CH (A)放光強度與雷射功率關係圖 65
圖十五流動式樣品槽光解碘甲烷之放射光譜 66
圖十六 266 nm光解CHBrCl2產生CHCl之螢光分光光譜圖 67
圖十七 I2 螢光分光光譜 68
圖十八 I2 螢光分光光譜 69
圖十九光解碘甲烷產生之 I2 (b3Π0u+→X1Σg+) 2-3放光強度與雷射功率關係圖 70
圖二十光解碘仿及碘甲烷產生之I2放光強度與壓力關係圖 71
圖二十一激發態碘原子訊號強度與延遲時間關係圖 72
圖二十二光解二溴甲烷產生溴分子及溴原子之通道能量圖 73
圖二十三不同近紫外光光解碘仿之放射光譜 74
圖二十四不同近紫外光光解碘甲烷之放射光譜 75
圖二十五 280 nm光解碘仿產生CH (A)放光強度與雷射功率關係圖 76
圖二十六不同近紫外光光解碘仿產生之CH (A2Δ)能量分佈比較 77
圖二十七 266 nm光解碘仿可能路徑之能量示意圖 78
圖二十八 266 nm 光解碘甲烷可能路徑之能量示意圖 79

參考文獻

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指導教授

張伯琛(Bor-Chen Chang)

審核日期

2010-7-26

推文