nathanso

吉尔伯特内桑森

电子邮件地址: nathanson@chem.wisc.edu

房间号: 
7321a
电话号码: 
608-262-8098
组关系: 
内桑森组
职位名称: 
教授
路径: 
物料
物理
教育: 

理学士1979年,耶鲁大学                                   
博士1985年,哈佛大学

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研究说明

分子束散射实验已经发展成为一种通用技术的理解,并控制在气相中和在固体表面上的反应。我们的研究面临第三前沿:在纯液体,解决方案和单层膜的表面反应。我们使用气液散射实验探索碰撞和气体分子的反应,具有液体从原油和液态金属到纯和咸甘油,硫酸,和熔融的氢氧化钠和碳酸钠。这些液体是重要的工业和大气中,其中硫酸气溶胶发挥臭氧层的破坏作用。我们现在着手使用液体微射流实验,这开辟调查具有高蒸气压的液体,包括烃燃料和水本身反应的可能性。

我们问的问题很简单:这是什么液体的表面“看起来像”原子由原子和气液碰撞较短的时间尺度时“感觉”?如何酸性分子如盐酸这样的溶解和在质子液体,例如甘油,硫酸,或咸水离解?什么是氢键的界面类似物中,“相似相溶”的规则,氧化还原,酸 - 碱反应,和溶剂化电子?

分子束散射实验能回答这些问题。我们在一真空腔室内部的连续更新,低蒸气压液体的表面直接分子的高度准直的和几乎单能束。这些气体的范围从惰性原子和有机分子的HCl,SO 2,和碱原子。撞击液体,从液体分子或者散射或粘和溶解,也许与液体的界面区域的溶剂分子反应之后。然后将反应产物的一小部分可以解吸进入真空。反冲和解吸分子和它们的方向和速度的身份是由质谱仪监测。在许多情况下,我们还测量界面和体积反应概率和在液体中的气体分子的停留时间。所述数据允许我们开发的,其中这些气体分子弹开,溶于以及与每个液体反应的方式一个真正的“漏气吹”的描述。

Collisions of DCI molecules with salty water一个例子示于右侧,其描绘与盐水DCL分子的碰撞该图形。这些碰撞导致这种酸性气体的溶解和其解离成溶剂化的离子。我们最惊人的发现是,发生在咸甘油DCL的冲突的途径:此液体时,DCL分子的一小部分发生在溶液顶部的几个单层快速dcl®hcl交换,然后作为解吸盐酸它们溶解之前在大头。这是一个实例,其中的界面反应散装溶解竞争。

我们的研究带来反应动力学的最新进展和液体结构和反应的理论在一起。通过进行气态溶质分子和液体溶剂之间的受控的碰撞,我们正在帮助构建在气 - 液界面的化学反应的均匀图象。

奖项和荣誉

用于原子和分子间的相互作用副主席,戈登会议 2014
副主席,化学物理师,美国物理学会 2012
校长的杰出教学奖,美国威斯康星大学麦迪逊分校 2006
研究员,美国科学促进会 2005
维拉斯助理,威斯康星大学麦迪逊分校 2005