| Rate coefficients and branching ratio measurements for reactions of astrochemical relevance involving CN radicals (Mesure de constante de vitesse et de rapport de branchement pour des réactions d'intérêt astrochimique avec le radical CN) Gupta, Divita - (2021-10-06) / Universite de Rennes 1 Rate coefficients and branching ratio measurements for reactions of astrochemical relevance involving CN radicals
| |||
Langue : Anglais Directeur(s) de thèse: Sims, Ian Discipline : Physique Laboratoire : Institut de Physique de Rennes Ecole Doctorale : Matière, Molécules et Matériaux Classification : Physique Mots-clés : Cinétique chimique, Astrochimie, Réactions en phase gazeuse, CRESU (Cinétique de Réaction en Écoulement Supersonique Uniforme), PLP-LIF, Spectroscopie micro-onde à impulsions chirpées, Rapport de branchement
| |||
Résumé : Des études en laboratoire à basse température pour explorer des réactions impliquant le radical CN,d’interet astrochimique ont été réalisées en utilisant la technique CRESU couplée aux technique dephotolyse par laser pulsée - fluorescence induite par laser et spectroscopie micro-ondes à transforméede Fourier à impulsions chirpé. Les coefficients de vitesse pour la réaction du radical CN avec le méthanol, le benzène, et le toluèneont été mesurés de 296 K à 16 K en utilisant la technique de photolyse par laser pulsée - fluorescence induite par laser en measurant la concentration de radical CN en fonction du temps. Une dépendance thermique négative a été observée pour la réaction du méthanol avec le CN, présentée dans lechapitre 4, typique de ce qui a été vu précédemment pour d’autres réactions radicalaires neutres quine possèdent pas de barrières énergétiques potentielles. Les mesures diffèrent considérablement des valeurs presentent dans la base de données cinétique pour l’astrochimie (KIDA) utilisées dans divers modèles astrochimiques. Le chapitre 5 couvre les mesures de cinétique pour la réaction entre deux molécules aromatiques, le benzène et le toluène et le radical CN, demontrant que ces réactions restent rapides jusqu’à 16 K. Les implications interstellaires potentielles de ces mesures à la lumière de la détection récente de cyano-substitution du benzène dans le milieu interstellaire sont discutés. La deuxième partie de cette thèse s’est concentrée sur l’étude du rapport de branchement spécifique pour la réaction du radical CN avec le propène à 35 K. Ces expériences ont été réalisées à l’aide du spectromètre micro-ondes par transformée de Fourier à impulsions chirpées en bande E récemment développé intégré avec la technique CRESU. Permettant la détection d’un produit de réastion, quiest une première pour cette réaction en dessous de la température ambiante. Les résultats de cette réaction sont présentés au chapitre 6 ainsi que les perspectives de cette étude. Abstract : Low-temperature laboratory studies to explore CN radical reactions relevant to interstellar environments were performed using the CRESU technique coupled with pulsed laser photolysis– laser induced fluorescence and chirped–pulse Fourier transform microwave spectroscopy. Rate coefficients for the reaction of CN radical with methanol, benzene, and toluene were measured from 296 K down to 16 K using the pulsed–laser photolysis–laser induced fluorescence technique by monitoring the CN radical concentration over time. A negative temperature dependence was observed for the reaction of methanol with the CN radical, presented in Chapter 4, typical of what has been seen previously for other radical–neutral reactions that do not possess potential energy barriers. The measurements significantly deviate from the values currently in the Kinetics Database for Astrochemistry (KIDA) that are used in various astrochemical models and recommendations for updated values are provided. Chapter 5 covers the kinetics measurements for the reaction of two aromatic molecules, benzene and toluene, with CN radical which shows that these reactions remain fast down to 16 K. The potential interstellar implications of these measurements in the light of the recent detection of cyano–substituted benzene in the interstellar medium are discussed. The second part of this thesis was focused on investigating the product channel–specific branching ratios for the reaction of CN radical with propene at 35 K. These experiments were performed using the recently developed E–band chirped pulse FT-microwave spectrometer integrated with the CRESU technique allowing detection of one product channel, which is the first measurement of its kind for this reaction below room temperature. The results for this reaction are presented in Chapter 6 along with the future direction for this study. | |||