Вы здесь

Водневозв'язані і ван-дер-ваальсові комплекси похідних піримідину і бензолу в матрицях аргону і неону

Автор: 
Плохотніченко Олександр Мартинович
Тип работы: 
Дис. канд. наук
Год: 
2006
Артикул:
0406U004326
99 грн
(320 руб)
Добавить в корзину

Содержимое

ГЛАВА 2
ЭКПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МЕТОДИКА ПОЛУЧЕНИЯ ИК-СПЕКТРОВ ПОГЛОЩЕНИЯ
МАТРИЧНО-ИЗОЛИРОВАННЫХ МОЛЕКУЛ И МОЛЕКУЛЯРНЫХ КОМПЛЕКСОВ И МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ
ДАННЫХ
Основной объем работ по получению инфракрасных спектров матрично-изолированных
молекул проведен на экспериментальной установке, разработанной в группе
матричной изоляции отдела молекулярной биофизики ФТИНТ НАН Украины [63].
Основными узлами установки являются система криостатирования, система
приготовления образцов матрично-изолированных молекул, (включающая набор
испарителей для исследуемых соединений и низкотемпературные кварцевые
микровесы), инфракрасный и видимый-ультрафиолетовый спектрометры. Все
перечисленные узлы экспериментальной установки управляются посредством
персонального компьютера типа IBM PC AT. Соединение узлов экспериментальной
установки с компьютером выполнено в стандарте КАМАК. Блок-схема
экспериментальной установки представлена на рис.2.1.
Остановимся подробнее на отдельных узлах установки.
2.1. Система криостатирования
Для получения образцов малых органических молекул, изолированных в
низкотемпературных матрицах отвердевших инертных газов в данной работе
использована система криостатирования, построенная на базе стандартного
криостата Р147 производства ФТИНТ АН Украины [64]. Система криостатирования
(рис. 2.2) представляет собой комбинацию криостатов наливного и проточного
типов с возможностью заливки жидкого гелия в теплообменник держателя образцов
через холодный вентиль и откачки паров гелия. Это позволяет во время
эксперимента варьировать температуру образца в

Рис.2.1. Блок схема установки для ИК-спектроскопии матричной изоляции.
Рис.2.2. Оптический криостат для спектроскопии матричной изоляции.
1 - гелиевый криостат, 2 - вентили распределения потока гелия, 3 -
теплообменники, 4 - подвижное вакуумное соединение, 5 - кожух камеры образцов,
6 - "азотный" экран, 7 - держатель подложек, 8 - прозрачная подложка, 9 -
кварцевые микровесы, 10 - окно камеры, 11 - шторка азотного экрана, 12 -
термометр, 13 - нагреватель, 14 - зеркальная подложка, 15 - ампула испарителя,
16 - ампула для твердого аргона, 17 - вентили напуска матричных газов, 18 -
сосуд с жидким азотом, 19 - стационарная система напуска аргона, 20 - маностат,
21 - сменная панель для напуска матричных газов, 22 - холодный вентиль для
напуска жидкого гелия, 23 - шток холодного вентиля.
пределах от 3 до 35 К. При закрытом холодном вентиле криостат работает в
проточном режиме, который обеспечивает температуру образцов в диапазоне 9-35 К.
При этом часть испаряющегося из гелиевой ванны гелия по широким трубкам
направляется в систему теплообменников и охлаждает держатель образцов, а затем
через центральную двустенную трубку выводится наружу и через вентиль подается в
газгольдер. Другая часть испаряющегося гелия выводится через горловину
непосредственно на выход криостата и через второй вентиль также направляется в
газгольдер. Подбором степени открытия этих двух вентилей осуществляется грубая
регулировка (с точностью до 2-3 К) температуры блока образцов. При открытом
холодном вентиле жидкий гелий заливается непосредственно в теплообменник
держателя образцов, что позволяет поддерживать температуру образца в диапазоне
3 - 5 К за счет регулировки интенсивности откачки паров гелия. Измерение
температуры блока проводится с помощью арсенид-галлиевого
термометра-сопротивления. Второй такой же термометр, находящийся в теле нижнего
теплообменника, и нагреватель включены в систему авторегулирования температуры,
что позволяет термостатировать блок образцов с точностью 0.2 К при работе
криостата в проточном режиме.
Описанная система криостатирования обеспечивает одно важное преимущество по
сравнению с широко применяемыми за рубежом криостатами замкнутого цикла, в
которых самая низкая температура создается непосредственно на блоке образцов. В
результате в таких системах, в процессе захолаживания, значительная часть
остаточных газов осаждается на оптическую подложку, а во время приготовления
образца молекулы остаточных газов захватываются растущей пленкой матричного
газа. В случае применяемой нами системы криостатирования реализуется другая
ситуация. Самым холодным местом внутри криостата является гелиевая ванна. Во
время охлаждения основная масса остаточных газов и паров воды вымораживается на
поверхности гелиевой емкости. При напылении образца на этой поверхности также
происходит вымораживание рассеянного матричного газа, и гелиевая емкость
работает как криосорбционный насос, значительно уменьшая конденсацию
посторонних примесей в образце.
2.2. Система приготовления образцов
2.2.1. Кварцевые микровесы.
Важным параметром, который необходимо контролировать в процессе эксперимента,
является концентрация исследуемого вещества в матрице. Для веществ, имеющих
достаточно высокое давление паров при комнатной температуре, эта проблема
решается обычно путем предварительного смешивания необходимых количеств паров
исследуемого вещества и матричного газа. Затем эта смесь осаждается на холодную
оптическую подложку (однопотоковый метод). Такая процедура является наиболее
распространенной, и даже получила название “стандартной”. В тех случаях, когда
давление паров вещества при комнатной температуре мало (к этому случаю
относится большинство веществ, исследованных в данной работе) используют так
называемый двух ( или много- ) потоковый метод. При этом матричный газ и
исследуемые в