富勒烯/9-羟基芴簇阳离子的气相形成
星系天体物理
2024-05-28 v1 太阳与恒星天体物理
摘要
在星际环境中，富勒烯物种在气相中容易与大分子（例如多环芳烃 PAHs 及其衍生物）发生反应，这可能是太空中碳尘颗粒的形成途径。在这项工作中，我们在实验和理论上研究了富勒烯阳离子（Cn+，n=32, 34, ..., 60）与官能化 PAH 分子（9-羟基芴，C13H10O）之间的气相离子-分子碰撞反应。实验结果表明，富勒烯/9-羟基芴簇阳离子被高效形成，产生了一系列大型富勒烯/9-羟基芴簇阳离子（例如 [(C13H10O)C60]+、[(C13H10O)3C58]+ 和 [(C26H18O)(C13H10O)2C48]+）。计算了典型富勒烯/9-羟基芴簇阳离子的结合能和优化结构。键合能力在簇形成过程中起决定性作用。反应表面、模式和组合反应位点可导致不同的结合能，这代表了相对的化学反应性。因此，富勒烯/9-羟基芴簇阳离子的几何结构和组成是复杂的。此外，较小的富勒烯阳离子具有增强的化学反应性，这主要归因于新形成的变形碳环（例如 7 元碳环）。作为星际富勒烯化学共进化网络的一部分，我们的结果表明，离子-分子碰撞反应有助于在星际介质（ISM）中形成各种富勒烯/9-羟基芴簇阳离子，为含氧官能团（例如羟基 OH 或醚 C-O-C）对簇形成造成的不同化学反应性提供了见解。
引用
@article{arxiv.2405.16804,
title = {Gas-phase formation of fullerene/9-hydroxyfluorene cluster cations},
author = {Yin Wu and Xiaoyi Hu and Junfeng Zhen and Xuejuan Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.16804},
year = {2024}
}
备注
13 pages, 11 figure, accepted for publication in MNRAS