Трансформация фенола в твердых смесях с гуминовыми кислотами при облучении электронным пучком

Проведена регистрация спектров импульсной катодолюминесценции твердого фенола, гуминовых кислот, выделенных из окисленного бурого угля (Монголия, Китай), в том числе подверженных механоактивации, а также смесей фенола с гуминовыми кислотами с содержанием фенола 10, 30, 50, 70, 90 мас.%. Спектры регистрировались в области 350—850 нм при облучении электронным пучком длительностью 2 нс со средней энергией 170 кэВ. Число импульсов облучения, следующих c частотой 1 Гц, изменялось от 20 до 4000, при этом поглощенная доза от одного импульса составляла ~1.4 кГр. Показано, что гуминовые кислоты не люминесцируют, а в смесях проявляется излучение фенола. Степень трансформации фенола в смесях под действием электронного пучка определяли по анализу спектров импульсной катодолюминесценции. Интенсивная полоса при 375 нм обусловлена переходом из триплетного состояния T1 фенола в основное состояние S0. Две полосы при 395 и 475 нм образованы переходом с T1-состояния на первый и четвертый колебательные уровни основного состояния S0, а длинноволновая полоса при 740 нм соответствует Ti®T1-переходу. С увеличением числа импульсов облучения поведение интенсивностей всех четырех полос люминесценции фенола носит экстремальный характер, что свидетельствует о его трансформации. Взаимодействие гуминовых кислот с фенолом осуществляется через процесс физической адсорбции. Присутствие гуминовых кислот в большинстве образцов сдерживает процесс трансформации молекул фенола. Влияние оказывает взаимное расположение функциональной карбоксильной группы и молекулы фенола в смесях.

1. S. Salvestrini, P. Vanore, A. Bogush, S. Mayadevi, L. C. Campos. J. Water Reuse Desalin, 7 (2017) 280—287

2. Z. N. Garba, W. Zhou, I. Lawan, W. Xiao, M. Zhang, L. Wang, L. Chen, Z. Yuan. J. Environ. Manag., 241 (2019) 59—75

3. S. O. Ganiyu, E. D. Van Hullebusch, M. Cretin, G. Esposito, M. A. Oturan. Sep. Purif. Technol., 156, (2015) 891—914

4. H. Särkkä, A. Bhatnagar, M. Sillanpää. J. Electroanal. Chem., 754 (2015) 46—56

5. M. Kästner, K. M. Nowak, A. Miltner, S. Trapp, A. Schäffer. A Synthesis, Critical Rev. Environ. Sci. and Technol., 44, N 19 (2014) 2107—2171

6. S. Canonica, U. Jans, K. Stemmler, J. Hoigné. Environ. Sci. Technol., 29 (1995) 1822—1831

7. K. S. Golanoski, S. Fang, R. Del Vecchio, N. V. Blough. Environ. Sci. Technol., 46 (2012) 3912—3920

8. A. A. Gami, M. Y. Shukor, K. A. Khalil, F. A. Dahalan, A. Khalid, S. A. Ahmad. J. Environ. Microbiology and Toxicology, 2, N 1 (2014) 11—23

9. S. Chianese, A. Fenti, P. Iovino, D. Musmarra, S. Salvestrini. Molecules, 25 (2020) 918

10. V. Leone, D. Musmarra, P. Iovino, S. Capasso. Water Air Soil Poll., 228 (2017) 136

11. Д. А. Хунджуа, В. И. Южаков, Б. Н. Корватовский, В. З. Пащенко, Л. С. Кулябко, К. А. Кыдралиева, С. В. Пацаева. ВМУ. Серия 3. Физика. Астрономия, 6 (2018) 55—60

12. Материалы Третьей международной научно-практической конференции. Секция 3. Физика и химия торфа, продукты переработки, 27 сентября—3 октября 2015, Томск, Россия (2015)

13. О. Н. Чайковская, Е. Н. Бочарникова, В. И. Соломонов, А. С. Макарова, А. В. Спирина, С. А. Чайковский, И. В. Соколова. Изв. вузов. Физика, 68, № 5 (2025) 74—83

14. A. G. Proidakov. Solid Fuel Chem., 43, N 1 (2009) 9—14

15. A. V. Savel’eva, N. V. Yudina. Allerton Press, 48, N 5 (2014) 328—331

16. N. V. Yudina, A. V. Savel’eva, E.V. Linkevich. Solid Fuel Chem., 53, N 1 (2019) 29—35

17. L. Ge, C. Yang, J. Wang. IOP Conf. Series: Earth and Environ. Sci., 692 (2021) 042031

18. V. I. Solomonov, S. G. Michailov, A. I. Lipchak, V. V. Osipov, V. G. Shpak, S. A. Shunailov, I. Yalandin, M. R. Ulmaskulov. Laser Phys., 16, N 1 (2006) 126—129

19. T. S. Skripkina, A. L. Bychkov, V. D. Tikhova, O. I. Lomovsky. Solid Fuel Chem., 52, N 6 (2018) 356—360

20. T. S. Skripkina, A. L. Bychkov, V. D. Tikhova, B. S. Smolyakov, O. I. Lomovsky. Environ. Technology & Innovation, 11 (2018) 74—82

21. S. K. Lower, M. A. El-Sayed. Chem. Rev., 66 (1966) 199—241

22. M. Zagradnik, R. Polak. Fundamentals of Quantum Chemistry, Praha (1976)

23. Z. Rappoport. The Chemistry of Phenols, John Wiley and Sons (2003)

24. Т. В. Соколова, О. Н. Чайковская, И. В. Соколова, Е. А. Соснин. Журн. прикл. спектр., 73, № 5 (2006) 566—572 [T. V. Sokolova, O. N. Chaikovskaya, I. V. Sokolova, É. A Sosnin. J. Appl. Spectr.,73 (2006) 632—639]

25. M. Krauss, J. O. Jensen, H. F. Hameka. J. Phys. Chem., 98 (1994) 9955—9959

26. J. W. Riley, B. Wang, J. L. Woodhouse, M. Assmann, G. A. Worth, H. H. Fielding. J. Phys. Chem. Lett., 9 (2018) 678—682

27. Н. В. Юдина, А. В. Савельева, А. А. Иванов, Е. И. Короткова, О. И. Ломовский. Журн. прикл. химии, 77 (2004) 48—53 [N. V. Yudina, A. V. Savel’eva, A. A. Ivanov, Е. I. Korotkova, О. I. Lomovsky. Russ. J. Appl. Chem., 77, N 1 (2004) 46—51]

28. О. Н. Чайковская, И. В. Соколова, Т. В. Соколова, Н. В. Юдина, Е. В. Мальцева, А. А. Иванов. Журн. прикл. спектр., 75, № 4 (2008) 577—582 [O. N. Chaikovskaya, I. V. Sokolova, T. V. Sokolova, V. Yudina, E. V. Mal’tseva, A. A. Ivanov. J. Appl. Spectr., 75 (2008) 597—602]