【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所化學(xué)動(dòng)力學(xué)研究中心分子光化學(xué)動(dòng)力學(xué)研究組(1117組)袁開(kāi)軍研究員團(tuán)隊(duì)和英國(guó)布里斯托大學(xué)Mike Ashfold教授合作，觀測(cè)到甲硫醇分子(CH3SH)紫外光解離的中間原子抽取通道，生成S(1D)+CH4產(chǎn)物，揭示了多原子分子光化學(xué)多通道解離新機(jī)制。
甲硫醇廣泛存在于星際空間，其光化學(xué)對(duì)星際介質(zhì)中硫元素的化學(xué)行為、復(fù)雜分子形成途徑，以及生命前物質(zhì)的起源和演化有重要意義。目前的研究表明，甲硫醇在紫外光照射下，主要發(fā)生S-H鍵或者C-S鍵斷裂，生成H原子或者SH自由基產(chǎn)物，而新的解離通道未見(jiàn)報(bào)道。
中間原子抽取通道是一種特殊的光解離反應(yīng)通道。在光激發(fā)過(guò)程中，光子能量不是簡(jiǎn)單地?cái)嗔涯硞€(gè)化學(xué)鍵，而是誘導(dǎo)分子發(fā)生重排，產(chǎn)生意想不到的產(chǎn)物。此前，團(tuán)隊(duì)利用大連光源在三原子分子光解離過(guò)程中已觀測(cè)到中間原子抽取通道，比如SO2→S(1D)+O2(Science，2024)、H2O→O(1S)+H2(Nat. Commun.，2021)、CS2→C(3P)+S2(J. Phys. Chem. Lett.，2021)等。然而，多原子分子光解離中類(lèi)似中間原子抽取的通道鮮有報(bào)道。
在本工作中，團(tuán)隊(duì)基于極紫外光發(fā)展的高靈敏單光子電離技術(shù)，發(fā)現(xiàn)甲硫醇在193 nm附近的紫外光照射下，可以解離產(chǎn)生激發(fā)態(tài)的硫原子(S(1D))和甲烷分子(CH4)。研究發(fā)現(xiàn)，甲烷產(chǎn)物處于高振動(dòng)激發(fā)態(tài)，振動(dòng)頻率顯示以彎曲振動(dòng)為主。該發(fā)現(xiàn)有望為解釋星際中觀測(cè)到的振動(dòng)激發(fā)態(tài)甲烷的起源，提供一種新的反應(yīng)機(jī)制，同時(shí)，激發(fā)態(tài)硫原子的高反應(yīng)活性為甲硫醇參與生命前物質(zhì)演化提供了新的解釋。
相關(guān)成果以“Ultraviolet photodissociation of methanethiol (CH3SH):Revealing an S(1D) atom elimination channel”為題，發(fā)表在《化學(xué)科學(xué)》(Chemical Science)上。該工作第一作者是我所1117組博士研究生巫雨承。該工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)院B類(lèi)先導(dǎo)專(zhuān)項(xiàng)“基于極紫外光源的化學(xué)反應(yīng)過(guò)渡態(tài)精準(zhǔn)探測(cè)”、遼寧省興遼英才計(jì)劃等項(xiàng)目的資助。
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