汽油、柴油燃料的挥发及城市机动牟等尾气排放存在大量的烷烃、环状烷烃及氮氧化合物,随后通过燃烧、紫外线光照等一系列的化学反应,导致人气光化学烟雾和酸雨等严重的环境问题,极大地损害人和动物的健康、影响植物生长、降低大气的能见度、加速橡胶制品老化和腐蚀建筑物等等。本论文主要通过脉冲直流放电和激光诱导荧光技术直接有效监测自由基含量、存在寿命、光谱特征等,从而清楚地了解自由基的结构、热力学及动力学性质,为进一步改善或者减少大气污染物排放提出解决方案。本论文主要包括三个方面的工作。　　第一,搭建了超声射流放电发射谱及激光诱导荧光光谱实验装置,开发了基于1abVIEW2009的高压直流脉冲放电发射谱和激光诱导荧光光谱软件平台,实现了荧光数据实时采集、数据实时处理、监测个体仪器运行状态及图谱打印等功能。　　第二,获得了超声射流脉冲直流氮气放电发射谱,研究了N2(C3Πu)活性态(0,0)带(λ=337.0nm)和N+2(B2∑+u)活性态(0,0)带(λ=391.4nm)发射强度受低真空压力(5-130Pa)和脉冲放电电压(3000-6300V)的影响,并给出了我们实验条件下直流放电过程中电子碰撞机理并作出相应的解释。　　第三,首次在实验中获得了超声射流条件下1-甲基环已烷氧自由基和2-环己基乙烷氧自由基的振动分辨的激光诱导荧光(LIF)光谱,借助量子化学理论计算B3LYP/6-31+G(d)和CASSCF/6-31+G(d)等方法,对得到的LIF激发谱进行分析与图谱解析。同时,借助理论计算讨论了环己基的取代基距离烷氧碳位置不同时分子解离、异构或分子内转动等竞争反应导致实验光谱中未出现v’＞1C-O伸缩振动序列的原因。