含振动激发卤化氢分子的气体中量子态分辨能量转移过程实验研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11564039
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    37.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2101.原子分子结构、碰撞与谱学
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Highly vibrationally excited hydrogen halides are prepared using degenerate stimulated hyper-Raman pumping. The probe laser is used to excit A1Σ+(v′,J′) states of hydrogen halides. The time-resolved laser induced fluorescence intensity decay curves of A1Σ+-X1Σ+ states are prepared. The data demonstrate that single rate coefficient measurements are unlikely to capture the complex nature of processes that generally are multistaged with different relaxation rate characterising each different stage. The collisional relaxation rate coefficients of highly vibrationally excited states are continuous variation in the same stage. The population distributions of various vibrational levels through collisional relaxation are determined by measuring time-resolved fluorescence intensity. The time evolutions and relaxative populations of the vibrational states (≤v) after preparation of v state are measured. Each vibrational state relative population is obtained at the same time delay tD. The vibrational population is characterized by a Boltamann vibrational temperature (Tvib) for different time delay. The instantaneous LIF intensity of each rotational level on the hydrogen halide molecule vibrational level is recorded. The time evolutions and relative populations of the rotational states (<J) after preparation of (v, J) state also are measured. The rotational populations are characterized by a Boltamann rotational temperature (Trot). The translational temperatures (Ttran) are obtained by measuring the Doppler broadened transient line shapes for the absorption transition Χ1Σ+(v,J)-A1Σ+(v′,J′). When the fast multiquantum vibrational relaxation of highly vibrationally excited hydrogen halides permit maximum amounts of energy are deposited into partner species by V-V or V-R exchange, the vibrational temperature (Tvib) of excited hydrogen halides falls rapidly. The rotational transient population distribution of the acceptor molecules from V-RT energy transfer are measured by multipass overtone absorption. Fitting the experimental data yields state-specific rate constants of depletion and appearance, respectively. Correlation between the average change in angular momentum and the average change of recoil velocity from V-RT collisions is determined. The energy transfer probability distribution function is presented.
本项目利用简并受激超拉曼泵浦激发卤化氢分子的高位振动态Χ1Σ+(v,J),再由检测激光将其激发到A1Σ+(v′,J′)态。通过测量时间分辨激光诱导荧光(LIF)强度衰减曲线可得高振动态分子碰撞弛豫速率系数分阶段变化情况。测量由碰撞弛豫得到布居的卤化氢分子各振动能级时间分辨LIF光强可得该能级布居分布,由相同延迟时间下各振动能级相对布居,得到振动温度Tvib。改变延迟时间,得到Tvib的时间演化曲线。测量卤化氢分子振动能级上各转动能级的瞬时LIF光强,得到转动温度Trot。测量Χ1Σ+(v,J)-A1Σ+(v′,J′)吸收线的瞬时多普勒增宽,得到平动温度Ttran。在振动-转动平移(V-RT)能量转移中,利用多光程泛频吸收测量受主分子转动态瞬时布居,拟合实验数据可得布居的倒空和出现速率系数。确定V-RT转移中平均速度的增加和角动量改变的关系,给出碰撞中的能量转移概率分布函数。

结项摘要

激发态分子的振动-振动(转动)碰撞弛豫过程在天体物理、大气化学、冷和超冷分子等领域中起到重要作用,是气相分子动力学的研究热点之一。项目组利用简并受激超拉曼泵浦激发HBr (DBr)分子,研究了激发态分子与其他气体分子的碰撞弛豫过程。. 激发HBr(Χ1Σ+ v′′=5)振动态,测量与N2, CO2, H2和HBr碰撞后v′′≤5各振动态瞬时LIF时间演化,得到碰撞弛豫速率系数分别为0.05, 5.3, 0.4和2.1×10-12 cm3molecule-1s-1。N2的0-1转移速率系数比CO2的(0000)-(0001)转移速率系数小2个量级,是HBr自弛豫的0-1振动转移速率系数的1/40。碰撞分子的振动跃迁红外活性越强,能量转移速率系数越大。激发DBr(v′′=7,8),讨论其与D2,Ar的碰撞弛豫过程。对HBr-H2和DBr-D2的碰撞,观察到了二量子弛豫的直接证据;对HBr-N2(CO2)和DBr-Ar的碰撞,只有连续单量子振动弛豫。结果表明,振动-振动近共振能量转移是高振动激发态分子弛豫的一个重要机制。. 激发DBr(8,8)态,由瞬时双光子吸收方法确定有效线强度修正因子,得到各转动能级的相对布居数。在一次碰撞条件下,得到ΔJ′≤3时DBr(8, J′≠8)各转动态的转移速率系数范围为1.9×10-11-5.1×10-10cm3molecule-1s-1;DBr(8,7)的猝灭率为3.6×107s-1。在多次碰撞环境中,测量了激发态DBr分子的平动、转动和振动模温度随延迟时间的演化。数据表明,振动弛豫是一个分阶段变化的复杂过程,不能用单一速率系数表征。而平动和转动温度在碰撞过程中不断变化,保证系统能够迅速达到平衡。. 激发HBr(1, J′=12,14)激发态,在一次碰撞条件下,测量HBr(E)/CO2碰撞前后CO2(0000,J)态泛频激光感应荧光强度比,得到CO2转动态的双指数分布,拟合实验数据得到弱碰撞的低温分布占被散射布居的65%(60%),强碰撞的高温分布占35%(40%)。碰撞后CO2转动态的总出现速率系数为1.3(2.7)×10-10cm3molecule-1s-1,低转动态的平均倒空速率系数为2.9(2.8)×10-10cm3molecule-1s-1。总出现速率系数与平均倒空速率系数在量级上保持一致.

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
高振动激发态DBr(X~1Σ~ ,v″=8、7)与 D_2,Ar间的碰撞振动能量转移
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    原子与分子物理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    皇环环;刘静;王倩;李梦晓;奥布力喀斯木·祖农;戴康
  • 通讯作者:
    戴康
HBr(X~1Σ~ ν~″=5)分子与H_2,N_2,CO_2和HBr间的近共振振动-振动能量转移
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    光谱学与光谱分析
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘静;戴康;沈异凡
  • 通讯作者:
    沈异凡
与HBr(Χ~1Σ~ v″=1,J″=12)碰撞的CO_2(00~00)转动态分布
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    原子与分子物理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    汪元坤;刘静;李梦晓;皇环环;王倩;戴康;沈异凡
  • 通讯作者:
    沈异凡
Rb-N2系统中碰撞转移截面的测定
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    光电子
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘泽南;刘静;刘豹;魏浩;高浩然;尼亚孜艾力∙努拉合买提
  • 通讯作者:
    尼亚孜艾力∙努拉合买提

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其他文献

区域控制器的安全需求建模与自动验证
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  • 通讯作者:
    周庭梁
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
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    曾令豪;刘静;韩崇昭
  • 通讯作者:
    韩崇昭
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    2019
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回火温度对DP600钢氢扩散及氢脆敏感性的影响
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    2021
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  • 作者:
    王贞;刘静;黄峰;毕云杰;柯书忠
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显微组织对X100管线钢氢致开裂及氢捕获行为影响
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    袁玮;黄峰;甘丽君;戈方宇;刘静
  • 通讯作者:
    刘静

其他文献

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刘静的其他基金

激发态氢分子与气体分子碰撞中的共振转动-振动能量转移
  • 批准号:
    11964037
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    41 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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