Solid products of n2o5 uptake on a methane flame soot

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Modern global models used for long-term prediction of the chemical composition of the Earth’s atmosphere require detailed information on the rate constants of numerous elementary chemical reactions. In addition, data on the composition of the reaction products is also of great importance. In this work, high-resolution mass spectrometry was used to identify the solid products of soot nitration by dinitrogen pentoxide (N2O5) during methane combustion. A high reactivity of N2O5 toward polycyclic aromatic hydrocarbons (CnHm class) present in the initial soot was established. It was shown that the solid nitration products include nitro derivatives of polycyclic aromatic compounds, aromatic acids, and their esters. In terms of composition and compound classes, the products of soot nitration by N2O5 are similar to those obtained in nitration by nitrogen dioxide (NO2).

About the authors

I. V. Sulimenkov

Semenov Federal Research Center for Chemical Physics, Russian Academy of Sciences

Moscow, Russia

V. V. Filatov

Semenov Federal Research Center for Chemical Physics, Russian Academy of Sciences

Moscow, Russia

V. S. Brusov

Semenov Federal Research Center for Chemical Physics, Russian Academy of Sciences

Moscow, Russia

E. V. Aparina

Semenov Federal Research Center for Chemical Physics, Russian Academy of Sciences

Moscow, Russia

V. V. Zelenov

Semenov Federal Research Center for Chemical Physics, Russian Academy of Sciences

Email: v.zelenov48@gmail.com
Moscow, Russia

References

  1. Stone D., Evans M.J., Walker H. et al. // Atmos. Chem. Phys. 2014. V. 14. № 3. P. 1299. https://doi.org/10.5194/acp-14-1299-2014
  2. Wild R.J., Edwards P.M., Bates T.S. et al. // Ibid. 2016. V. 16. № 2. P. 573. https://doi.org/10.5194/acp-16-573-2016
  3. Wagner N.L., Dubé W.P., Washenfelder R.A. et al. // Atmos. Meas. Tech. 2011. V. 4. № 6. P. 1227. https://doi.org/10.5194/amt-4-1227-2011
  4. Larin I.K., Aloyan A.E., Ermakov A.N. // Russ. J. Phys. Chem. B. 2021. V. 15. № 3. P. 577. https://doi.org/10.1134/S199079312103009X
  5. Brown S.S., Stutz J. // Chem. Soc. Rev. 2012. V. 41. № 19. P. 6405. https://doi.org/10.1039/c2cs35181a
  6. Chang W.L., Bhave P.V., Brown S.S. et al. // Aerosol Sci. Technol. 2011. V. 45. № 6. P. 665. https://doi.org/10.1080/02786826.2010.551672
  7. Zhou W., Zhao J., Ouyang B. et al. // Atmos. Chem. Phys. 2018. V. 18. № 16. P. 11581. https://doi.org/10.5194/acp-18-11581-2018
  8. Wagner N.L., Riedel T.P., Youang C.J. et al. // J. Geophys. Res. Atmos. 2013. V. 118. № 16. P. 9331. https://doi.org/10.1002/jgrd.50653
  9. Berner A., Sidla S., Galambos Z. et al. // Ibid. 1996. V. 101. № D14. P. 19559. https://doi.org/10.1029/95JD03425
  10. Pohl K., Cantwell M., Herckes P., Lohmann R. // Atmos. Chem. Phys. 2014. V. 14. № 14. P. 7431. https://doi.org/10.5194/acp-14-7431-2014
  11. Bond T.C., Streets D.G., Yarber K.F. et al. // J. Geophys. Res. Atmos. 2004. V. 109. № D14. P. 14203. https://doi.org/10.1029/2003JD003697
  12. Wang R., Tao S., Shen H. et al. // Environ. Sci. Technol. 2014. V. 48. № 12. P. 6780. https://doi.org/10.1021/es5021422
  13. Klimont Z., Kupiainen K., Heyes C. et al. // Atmos. Chem. Phys. 2017. V. 17. № 14. P. 8681. https://doi.org/10.5194/acp-17-8681-2017
  14. Brouwer L., Rossi M.J., Golden D.M. // J. Phys. Chem. 1986. V. 90. № 19. P. 4599. https://doi.org/10.1021/j100410a025
  15. Longfellow C.A., Ravishankara A.R., Hanson D.R. // J. Geophys. Res. Atmos. 2000. V. 105. № D19. P. 24345. https://doi.org/10.1029/2000JD900297
  16. Saathoff H., Naumann K.-H., Riemer N. et al. // Geophys. Res. Lett. 2001. V. 28. № 10. P. 1957. https://doi.org/10.1029/2000GL012619
  17. Karagulian F., Rossi M.J. // J. Phys. Chem. A. 2007. V. 111. № 10. P. 1914. https://doi.org/10.1021/jp0670891
  18. Zelenov V.V., Aparina E.V., Kashtanov S.A., Shardakova E.V. // Russ. J. Phys. Chem. B. 2016. V. 10. № 2. P. 341. https://doi.org/10.1134/S1990793116020251
  19. Zelenov V.V., Aparina E.V. // Russ. J. Phys. Chem. B. 2022. V. 16. № 6. P. 1182. https://doi.org/10.1134/S1990793122060239
  20. Travin S.O., Gromov O.B., Utrobin D.V., Roshchin A.V. // Russ. J. Phys. Chem. B. 2019. V. 13. № 6. P. 975. https://doi.org/10.1134/S1990793119060113
  21. Zelenov V.V., Aparina E.V., Kashtanov S.A., Shardakova E.V. // Russ. J. Phys. Chem. B. 2015. V. 9. № 2. P. 327. https://doi.org/10.1134/S1990793115020141
  22. Sander S.P., Abbatt J.P.D., Barker J.R. et al. Chemical Kinetics and Photochemical Data for Use in Atmospheric Studies. NASA JPL Publication 10-6. № 17. Pasadena: JPL, 2011. http://jpldataeval.jpl.nasa.gov
  23. Akhter M.S., Chughtai A.R., Smith D.M. // Appl. Spectrosc. 1985. V. 39. № 1. P. 143. https://doi.org/10.1366/0003702854249114
  24. Siegmann K., Hepp H., Sattler K. // Combust. Sci. Technol. 1995. V. 109. № 1–6. P. 165. https://doi.org/10.1080/00102209508951900
  25. Stadler D., Rossi M.J. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2000. V. 2. № 23. P. 5420. https://doi/org/10.1039/b005680o
  26. Onischuk A.A., di Stasio S., Karasev V.V. et al. // J. Aerosol Sci. 2003. V. 34. № 4. P. 383. https://doi.org/10.1016/S0021-8502(02)00215-X
  27. Cain J.P., Gassman P.L., Wang H., Laskin A. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2010. V. 12. № 20. P. 5206. https://doi.org/10.1039/b924344e
  28. Roy R., Jan R., Gunjal G. et al. // Atmos. Environ. 2019. V. 210. P. 47. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2019.04.034
  29. Öktem B., Tolocka M.P., Zhao B. et al. // Combust. and Flame. 2005. V. 142. № 4. P. 364. https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2005.03.016
  30. Liu Y., Liu C., Ma J. et al. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2010. V. 12. № 36. P. 10896. https://doi.org/10.1039/c0cp00402b
  31. Burkholder J.B., Sander S.P., Abbatt J.P.D. et al. Chemical Kinetics and Photochemical Data for Use in Atmospheric Studies. NASA JPL Publication 19–5. № 19. Pasadena: JPL, 2019. http://jpldataeval.jpl.nasa.gov
  32. Akhter M.S., Chughtai A.R., Smith D.M. // J. Phys. Chem. 1984. V. 88. № 22. P. 5334. https://doi.org/10.1021/j150666a046
  33. Smith D.M., Chughtai A.R. // J. Geophys. Res. 1996. V. 101. № D14. P. 19607. https://doi.org/10.1029/95JD03032
  34. Kirchner U., Scheer V., Vogt R. // J. Phys. Chem. A. 2000. V. 104. № 39. P. 8908. https://doi.org/10.1021/jp0005322
  35. Han C., Liu Y., He H. // Atmos. Environ. 2013. V. 64. № 2. P. 270. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2012.10.008
  36. Zelenov V.V., Aparina E.V., Kozlovskiy V.I. et al. // Russ. J. Phys. Chem. B. 2019. V. 13. № 1. P. 219. https://doi.org/10.1134/S1990793119010160
  37. Eganov A.A., Kardonsky D.A., Sulimenkov I.V. et al. // Russ. J. Phys. Chem. B. 20??. V. 17. № 2. P. 503. https://doi.org/10.1134/S1990793123020240
  38. Zelenov V.V., Aparina E.V. // Russ. J. Phys. Chem. B. 2023. V. 17. № 1. P. 234. https://doi.org/10.1134/S1990793123010141
  39. Kozlovski V, Brusov V., Sulimenkov I. et al. // Rapid Commun. Mass Spectrom. 2004. V. 18. № 7. P. 780. https://doi.org/10.1002/rcm.1405
  40. www.sisweb.com/software/ms/nist.htm
  41. Raznikov V.V., Raznikova M.O., Pikhtelev A.R. et al. // Adv. Chem. Phys. 2025. V. 44. № 9. P. 3.
  42. Raznikov V.V., Raznikova M.O., Chudinov A.V. et al. // Adv. Chem. Phys. 2025. V. 44. № 9. P. 22.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».