Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) are considered as key building blocks in the formation of carbonaceous particles such as soot. In our immediate surroundings, they are mainly generated in incomplete combustion processes and are further considered as carriers of the Unidentified Infrared Bands which are detected in a wide variety of astrophysical envelopes in the interstellar medium. Currently, astrochemical as well as combustion related models favour small resonance stabilized radicals (RSR) as major contributors to PAHs in sequential reactions. Therefore, we generated two RSR under well-defined conditions to investigate their contribution to PAH formation in a pyrolysis microreactor. The various reaction products were identified by IR/UV ion dip spectroscopy which combines the mass-selectivity of UV light with the structural sensitivity of IR radiation. Finally, we investigated the intermolecular interactions in azaphenanthrene dimers in combination with high-level theoretical calculations and found a preferential formation of pi-stacked van der Waals cluster in a molecular jet expansion. / Polyzyklische Aromatische Kohlenwasserstoffe (PAKs) gelten als Schlüsselbausteine in der Bildung von kohlenstoffhaltigen Partikeln wie etwa Ruß. Dabei treten sie in unserer unmittelbaren Umgebung als wichtige Intermediate in unvollständigen Verbrennungsprozessen auf, wobei sie zudem als Träger der sogenannten Unidentified Infrared Bands gelten, die in einer Vielzahl von astrophysikalischen Umgebungen im interstellaren Raum beobachtet werden. Bisher gehen astrochemische sowie verbrennungsbasierte Modelle davon aus, dass resonanzstabilisierte Radikale (RSR) einen signifikanten Beitrag in sequenziellen Reaktionen zu ihrer Bildung leisten. Aus diesem Grund haben wir zwei Vertreter dieser Verbindungsklasse unter wohldefinierten Bedingungen erzeugt und ihren Beitrag zu PAK-Bildung im Pyrolysereaktor untersucht. Mit Hilfe der IR/UV Ion Dip Spektroskopie konnte eine Vielzahl an Hochtemperatur-Produkten identifiziert werden, die im Reaktor in bimolekularen Reaktionen gebildet wurden. Dabei vereint die IR/UV Spektroskopie die Massenselektivität der UV-Lichts mit der Struktursensitivität der IR-Strahlung. Zuletzt konnten die intermolekularen Wechselwirkungen in Azaphenanthren Dimeren in Kombination mit theoretischen Rechnungen bestimmt werden und eine bevorzugte Bildung von pi-gestapelten van der Waals Cluster in einer Molekularstrahlexpansion identifiziert werden.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:uni-wuerzburg.de/oai:opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de:32279 |
| Date | January 2023 |
| Creators | Preitschopf, Tobias |
| Source Sets | University of Würzburg |
| Language | English |
| Detected Language | German |
| Type | doctoralthesis, doc-type:doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Rights | https://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/de/deed.de, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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