大気圧での空気中のクロロフルオロカーボンの陽性および陰性ガス相イオン化学

この論文は、大気圧での空気中のコロナ放電によって誘発されたいくつかの代表的なクロロフルオロカーボン（CFC）のイオン化/解離に関する報告を紹介します。1,1,1,1-トリクロロトリフルオロエタン（CFC 113A）、1,1,2-トリクロロトリフルオロエタン（CFC 113）、および1,1,1,2-テトラクロロジフルオロエタン（CFC 112A）から形成された陽イオンと陰性の両方のイオンは、1,1,2-テトラクロロジフルオロエタン（CFC 112A）から形成されました。大気圧化学イオン化質量分析（APCI-MS）楽器。エネルギー分解質量スペクトルは、サンプリングコーンポテンシャル（V（コーン））の調整を介してイオンの運動エネルギーを調節することにより得られました。低V（コーン）でのCFCS（M）の陽性イオンスペクトルは、M（+）*またはMH（+）のいずれのいずれでもありませんが、種[M -Cl]（+）およびCX（3）によるもののみを示しています。（+）（x = cl、f）、おそらく電荷交換を介したイオン化後のC-ClおよびC-C結合切断を介して形成される可能性があります。M（+）*のC-C結合切断の産物の電荷局在は、中性フラグメントの安定性によって駆動されます。低V（コーン）では、水和物[m -cl]（+）（h（2）o）も観察されます。1,1,2の場合、 - トリクロロトリフルオロエタン、[m-f]（+）種もイオン分子反応の結果として形成されます。v（cone）が[m -cl]（+）および[m -f]（+）の衝突誘導解離の増加、すなわち、perhalogeneatedカチオンC（2）x（5）（+）（x = cl、f）、カルベンの除去を介して行われます。場合によっては、そのような除去が先行しているか、1つの炭素から他の炭素へのハロゲンの移動を含む再配置が伴います。C（2）Cl（3）f（2）（+）のc（2）f（2）（+）の凝縮反応の発生がC（2）cl（2）f（2）ho（+）種を介して発生する証拠も提示されています。HClの除去。負のイオンスペクトルは、Cl（ - ）とそのイオン中立錯体とMと水を含むものによって支配されています。プラズマの追加成分には、イオン中立複合体O（3）（ - ）（m）、分子陰イオンM（ - ）（1,1,2-トリクロロトリフルオロエタンでのみ観察）、[M-に対応する興味深い種が含まれます。Cl + O]（ - ）。これらの[M-Cl + O]（ - ）種の起源と構造は、利用可能な熱化学的および反応性データ、およびO（2）（ - ）とハロゲン化化合物との反応に関する現在の機械的ビューの観点から議論されています。酸素を含む陽性イオンと陰性イオンの両方の観察は、室温と圧力での空気中のコロナ放電によって誘発される酸化的分解に基づく揮発性有機化合物（VOC）の治療のための新しいプロセスの開発に特に関連しています。

This paper presents a report on the ionization/dissociation of some representative chlorofluorocarbons (CFCs) induced by corona discharges in air at atmospheric pressure. Both positive and negative ions formed from Freons 1,1,1-trichlorotrifluoroethane (CFC 113a), 1,1,2-trichlorotrifluoroethane (CFC 113), and 1,1,1,2-tetrachlorodifluoroethane (CFC 112a) were analyzed using an atmospheric pressure chemical ionization mass spectrometry (APCI-MS) instrument. Energy-resolved mass spectra were obtained by modulating the kinetic energy of the ions via adjustment of the sampling cone potential (V(cone)). Positive ion spectra of the CFCs (M) at low V(cone) show no signals due to either M(+)* or MH(+) but only those due to species [M - Cl](+) and CX(3)(+) (X = Cl, F), likely formed via C-Cl and C-C bond cleavages following ionization via charge exchange. Charge localization in the products of C-C bond cleavage in M(+)* is driven by the stability of the neutral fragment. At low V(cone) the hydrates [M - Cl](+)(H(2)O) are also observed. In the case of 1,1,2,-trichlorotrifluoroethane, [M - F](+) species also form as a result of ion-molecule reactions. As V(cone) is increased collision-induced dissociation of [M - Cl](+) and [M - F](+), i.e., the perhalogenated cations C(2)X(5)(+) (X = Cl, F), takes place via carbene elimination. In some cases such elimination is preceded or accompanied by rearrangements involving transfer of halogen from one carbon to the other. Evidence is also presented for the occurrence of a condensation reaction of C(2)Cl(3)F(2)(+) with water to form a C(2)Cl(2)F(2)HO(+) species via elimination of HCl. Negative ion spectra are dominated by Cl(-) and its ion-neutral complexes with M and with water. Additional components of the plasma include ion-neutral complexes O(3)(-)(M), the molecular anion M(-) (observed only with 1,1,2-trichlorotrifluoroethane), and an interesting species corresponding to [M - Cl + O](-). The origin and structure of these [M - Cl + O](-) species are discussed in terms of available thermochemical and reactivity data and current mechanistic views concerning reaction of O(2)(-) with halogenated compounds. The observation of both positive and negative ions containing oxygen is of special relevance to development of new processes for the treatment of volatile organic compounds (VOCs) based on oxidative decomposition induced by corona discharges in air at room temperature and pressure.