H 原子轰击含 CO2、HCOOH 和 CH3CHO 的冰
天体物理学
2009-11-13 v1
摘要
背景：加氢反应被认为是星际冰上最重要的表面反应之一。然而，关于 H 原子与常见星际冰成分反应的固态天体化学实验室数据目前非常缺乏。目的：我们实验室工作的目标是确定二氧化碳 (CO2)、甲酸 (HCOOH) 和乙醛 (CH3CHO) 是否在低温固态下与 H 原子发生反应及其反应方式，并推导反应速率和产率。方法：在超高真空实验中，用 H 原子轰击纯 CO2、HCOOH 和 CH3CHO 的星际冰模拟物。通过反射吸收红外光谱监测冰层，并通过程序升温脱附在气相中检测反应产物，以确定破坏和生成产率以及相应的反应速率。结果：在我们装置的灵敏度范围内，我们得出结论，纯 CO2 和 HCOOH 冰的 H 原子轰击不会产生可检测的反应产物。反应速率的上限小于或等于 7e(-17) cm^2/s，这使得这些物种因与 H 原子反应而在星际冰中更复杂有机物的形成中发挥主要作用的可能性不大。相比之下，CH3CHO 确实与 H 原子发生反应。最多 20% 被加氢生成乙醇 (C2H5OH)，另一条反应路径导致 C-C 键断裂，生成固态 CH4（约 20%）以及 H2CO 和 CH3OH（15-50%）。甲烷的生成产率预计等于 H2CO 和 CH3OH 的产率之和，因此由于反应的高放热性，CH4 很可能在生成后部分蒸发。CH3CHO 的破坏反应速率取决于冰温，而与冰层厚度无关。
引用
@article{arxiv.0709.2595,
title = {H-atom bombardment of CO2, HCOOH and CH3CHO containing ices},
author = {S. E. Bisschop and G. W. Fuchs and E. F. van Dishoeck and H. Linnartz},
journal= {arXiv preprint arXiv:0709.2595},
year = {2009}
}
备注
11 pages, 12 figures, accepted by A&A