大气压下低能电子贴附卤素化合物解离动力学研究

Low electron dissociative attachment to molecule has been an important subject of electron-molecule reaction， but electron dissociative attachment under atmospheric pressure is not studied in detail，most early studies are done under vacuum condition。Our previous study found that if the life expectancy of negative ions is greater than the average collision time of negative ions at atmospheric environment, the collision of negative ion and molecules leads to ion’s energy dissipation process, the energy dissipation process result in the different dissociation between two conditions. The project intends to use ion mobility spectrometry – time of flight mass spectrometry technology to research the low energy electron (0-1eV) dissociative attachment under atmospheric pressure, focus on CBrCl3, BrCN, ClCN etc, we hope to find the relationship of the dissociative channel branching ratio and electron attachment rate constant under atmospheric pressure, revealing the dissociative process of low energy electron attachment, enrich the dynamics information of low energy dissociative attachment, providing effective experimental demonstration for the degradation of halogen-containing organic with electron collision technology.

低能电子贴附解离是电子分子反应的重要过程，相关研究都是在真空条件下完成的，在大气压下，电子贴附解离的相关动力学还没有详细的研究。我们前期研究发现在大气压环境下，当电子贴附产生的负离子的寿命大于其平均碰撞时间，负离子会与其它分子发生碰撞，其能量会发生损耗，导致解离过程与在真空环境中有所差异。本项目拟采用离子迁移谱-飞行时间质谱技术，对大气压下低能电子贴附卤素化合物的解离过程进行研究，主要研究氯溴代物（CBrCl3等）、ClCN和BrCN等物质在电子能量为0-1eV时的贴附解离动力学过程，探索大气压下的电子吸附速率常数以及负离子解离通道分支比与温度之间的关系，揭示大气压下低能电子贴附分子解离的规律，丰富低能电子贴附解离的动力学信息，为电子束降解卤素有机物技术提供有效的实验论证。

低能电子贴附分子解离是电子分子反应的重要过程，由于仪器的限制，大部分研究都是在真空条件进行的，而大气压条件下低能电子的贴附解离过程，缺乏相关的研究。为了解决上述问题，本工作采用离子迁移谱仪作为检测仪器，用于研究大气压环境下的电子与卤代有机物的反应过程，从而揭示大气压下低能电子贴附卤代有机物解离的规律，丰富低能电子贴附解离的动力学信息，为电子束降解卤素有机物技术提供有效的实验论证。.项目执行期间，为了提高离子迁移谱的性能，我们将多路复用技术引入离子迁移谱中，并对多路复用技术中控制离子门开关的Hadamard变换矩阵进行了改进。与常规的信号平均法相比，结合了Hadamard变换技术的离子迁移谱的分辨率和信噪比有了较大的提升。.利用离子迁移谱，进行了低能电子与含碘烷烃的贴附解离实验研究，通过产物碘离子的信号强度与电子能量的关系，首次获得了4种碘代烷烃与低能电子的反应速率常数，发现反应速率常数与碘代烷烃的构型具有相关性。而电子与溴氯甲烷的实验结果表明在常温常压下，相互竞争的解离过程中溴负离子的解离通道是解离反应的主要通道，而氯负离子的解离通道可以忽略不计。