Organische Peroxyradikale (RO2) sind wichtige Zwischenprodukte beim Abbau atmosphärischer flüchtiger organischer Verbindungen. Es nimmt nicht nur am Kreislauf atmosphärischer Radikale teil und beeinflusst die Oxidationskapazität der Atmosphäre, sondern kontrolliert auch die Bildung sekundärer Schadstoffe.
Unter niedrigen NOx-Bedingungen reagieren Peroxyradikale hauptsächlich mit HO2-Radikalen sowie mit sich selbst, und ihre Produkte neigen dazu, eine geringe Flüchtigkeit zu haben und leicht in die Partikelphase einzutreten. Allerdings sind die damit verbundenen Doppelradikalreaktionen komplex, die chemischen Mechanismen kaum verstanden und experimentelle und theoretische Studien äußerst herausfordernd.
Ein kollaboratives Team unter der Leitung von Prof. Weijun Zhang vom Hefei Institute of Physical Science der Chinesischen Akademie der Wissenschaften untersuchte die Selbstreaktion von Ethylperoxy-Radikalen (C2H5O2). Sie kombinierten fortschrittliche Vakuum-Ultraviolett (VUV)-Photoionisations-Massenspektrometrie mit theoretischen Berechnungen und lieferten einen neuen Einblick in die direkte Messung des schwer fassbaren dimeren Produkts organischer Peroxide (ROOR).
Die Ergebnisse wurden im veröffentlicht Internationale Zeitschrift für Molekularwissenschaften.
Gemeinsam mit Wissenschaftlern der Université de Lille, Frankreich, untersuchten die Forscher die Eigenreaktionen von C2H5O2. Neben den Hauptprodukten CH3CHO, C2H5OH, C2H5O und C2H5OOH wurde erstmals das dimere Produkt C2H5OOC2H5 aus der Eigenreaktion von C2H5O2 deutlich im VUV-Photoionisations-Massenspektrum beobachtet.
Die kinetischen Experimente der Selbstreaktion von C2H5O2 und theoretische Berechnungen wurden durchgeführt, um den Reaktionsmechanismus des ROOR-Produktkanals zu verifizieren. Die adiabatische Ionisationsenergie von C2H5OOC2H5 wurde auch durch Messung des Synchrotron-Photoionisationseffizienzspektrums bestimmt.
In Kombination mit Franck-Condon-Faktor-Simulationen wurden die neutralen und ionischen Strukturen von C2H5OOC2H5 aufgedeckt.
„Unsere Studie zeigt, dass der ROOR-Produktkanal bei den kleinen RO2-Selbstreaktionen nicht zu vernachlässigen ist“, sagte Lin Xiaoxiao, ein Mitglied des Teams.
Mehr Informationen:
Hao Yue et al, Dimeric Product of Peroxy Radical Self-Reaction Sonded with VUV Photoionization Mass Spectrometry and Theoretical Calculations: The Case of C2H5OOC2H5, Internationale Zeitschrift für Molekularwissenschaften (2023). DOI: 10.3390/ijms24043731