摘要: 本论文主要报道了通过脉冲激光光解——激光诱导荧光技术研究C2(a3Πu&X1∑+g)自由基与一系列精选的烷烃，醇类分子，烯炔烃分子和一些无机小分子气相反应的温度效应。激光光解C2Cl4产生C2(a3Πu)和C2(X1∑+g)自由基，并通过众所周知的Swan(d3Πg-a3Πu)和Mul... 展开 本论文主要报道了通过脉冲激光光解——激光诱导荧光技术研究C2(a3Πu&X1∑+g)自由基与一系列精选的烷烃，醇类分子，烯炔烃分子和一些无机小分子气相反应的温度效应。激光光解C2Cl4产生C2(a3Πu)和C2(X1∑+g)自由基，并通过众所周知的Swan(d3Πg-a3Πu)和Mulliken(D1∑u-X1Σ+g)带分别探测。通过实时监测反应体系中C2(a3Πu&X1∑+g)自由基的浓度随反应时间的变化，测得C2(a3Πu&X1∑+g)与上述反应物反应的双分子速率常数。从实验结果和理论计算两方面讨论反应的机理，并对比C2(X1∑+g)和C2(a3Πu)自由基的反应活性。主要结果如下： 1、C2(a3Πu&X1∑+g)与烷烃反应的温度效应：在298～673K范围内研究了C2(a3Πu)与C2H6、C3H8、n-C4H10、i-C4H10、n-C6H14和c-C6H12反应的双分子速率常数。在低于373K，C2(a3Πu)与n-C4H10、i-C4H10和n-C6H14反应的速率常数呈现出负的温度依赖关系。这主要是归结于低反应活性的CH3基团对高反应活性的二级或三级氢的空间位阻影响，我们发现只有二级或三级氢显著的影响到反应的负温度依赖关系。另外，实验结果显示kt(i-C4H10)＞ks(C3H8、n-C4H10、和n-C6H14)～10kp支持了C2(a3Πu)与饱和烷烃反应的抽氢机理。我们也研究了在298～573K范围内C2(X1∑+g)与CH4、C2H6、C3H8、n-C4H10和i-C4H10反应的双分子速率常数，反应都表现出弱的正温度效应。由于反应速率接近了理想气体碰撞频率且C2(X1∑+g)与n-C4H10和i-C4H10反应的速率常数在相应的温度下基本相等，我们可以得出C2(X1∑+g)与饱和烷烃反应主要是插入的过程。 2、C2(a3Πu&X1∑+g)与醇类分子反应的温度效应：在293～673K范围内研究了C2(a3Πu)与甲醇及氘代甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇和正丁醇反应的双分子速率常数。观察到C2(a3Πu)与甲醇反应的氘代动力学同位素影响以及C2(a3Πu)与醇类分子反应呈现出的正温度依赖关系，允许我们得出C2(a3Πu)与醇类分子反应遵循选择性的抽氢机理，就是说，主要抽取的是烷基上的氢而不是羟基上的氢。我们还测得了在298～573K范围内C2(X1∑+g)与甲醇、乙醇、正丙醇和正丁醇反应的双分子速率常数。它们都接近了理想气体碰撞频率且C2(X1∑+g)与醇类分子反应速率常数比C2(a3Πu)反应的速率常数大10倍以上，我们认为C2(X1∑+g)与醇类分子反应也主要是插入的过程。 3.C2(a3Πu&X1∑+g)与烯炔烃分子反应的温度效应：在298～673K范围内研究了C2(a3Πu)与C2H4、C3H6、2-C4H8和C2H2反应的双分子速率常数，同时研究了C2(X1∑+g)与C2H4和C2H2在293～573K范围内反应的双分子速率常数。因为C2(a3Πu)的pσ轨道上有一个占据电子，而C2(X1∑+g)的pσ轨道为空轨道，所以对相同的反应物和温度，C2(a3Πu)的反应速率常数都小于C2(X1∑+g)的速率常数。得到的速率常数和它的负的温度依赖关系允许我们认为C2(a3Πu&X1∑+g)与烯炔烃分子在293～673K范围内反应主要是加成的过程。 4.C2(a3Πu)与一些无机小分子反应的温度效应研究：在298～673K范围内，我们研究了C2(a3Πu)与H2S、CS2、NO等反应的双分子速率常数。C2(a3Πu)与H2S反应主要是抽氢的机理，而C2(a3Πu)与CS2、NO的反应主要是一个加成的过程。 收起