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团簇研究处于多学科交叉领域,是物理学、化学以及生物学的交叉点。分子团簇一般通过VanderWaals力弱结合或氢键结合的形式产生,通过氢键作用形成的团簇在许多化学和生物过程中具有重要意义。本论文主要研究了不同激光作用下丙酮与水形成氢键团簇的情况。
论文中,首先借助超声分子束技术获得丙酮-水团簇,然后用355nm、532nm等不同波长的纳秒激光进行照射,使丙酮-水团簇在激光的作用下电离成为带电的离子碎片,同时利用飞行时间质谱仪对碎片进行检测,获得丙酮-水团簇的多光子电离质谱信号。并借助Gaussian98程序,利用从头算的方法对团簇构型、能量和电荷分布做了相关分析。
论文的创新点和主要结论如下:1.首次在超声膨胀条件下观测到355nm和532nm激光波长作用下丙酮-水团簇多光子电离质谱信号,在355nm激光下测到三个系列的质子化丙酮水团簇信号,可以归纳为(CH3COCH3)n(H2O)n-2H+,(CH3COCH3)n(H2O)n-1H+and(CH3COCH3)n(H2O)nH+。532nm激光下只测到非质子化的丙酮水团簇信号(CH3COCH3-H2O+)。经理论分析认为质子化信号主要是团簇离子的解离产物,非质子化信号则是中性团簇吸收光子后的垂直电离产物。
2.相同实验条件下,分别检测了在355nm激光作用下甲醛、丙酮以及丁酮的多光子电离质谱信号。实验结果表明只有丙酮在此波长处可与水形成质子化团簇。
3.结合Gaussian98程序,主要利用从头算方法和密度泛函方法研究了氢键团簇的相关参数,如分子构型、电离势、解离能等。
4.利用染料激光器结合飞行时间质谱仪首次在233-243nm波段给出了甲胺二聚体的多光子电离-解离产物信号。