Doklady ChemistryDoklady ChemistryДоклады Российской академии наук. Химия, науки о материалах2686-95353034-5111The Russian Academy of Sciences69581110.7868/S3034511125040019CHEMISTRYХИМИЯResearch ArticleElectron beam polymerization of phosphorus: MALDI-TOF analysis of product structureЭлектронно-лучевая полимеризация фосфора: Анализ структуры продуктов методом MALDI-TOFTarasovaN. P.ТарасоваН. П.ZaninA. A.ЗанинА. А.zanin.a.a@muctr.ruKrivoborodovE. G.КривобородовЕ. Г.KaravaevS. E.КараваевС. Е.KsenofontovN. A.КсенофонтовН. А.MirzaalievT. O.МирзаалиевТ. О.Dmitry Mendeleev University of Chemical Technology of RussiaРоссийский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева150820255231VOL 523, NO (2025)ТОМ 523, № (2025)31005112025Copyright ©; 2025, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2025, Российская академия наук2025Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/2686-9535/article/view/695811

The article discusses the results of a study of the effect of the reaction medium composition (distilled water or aqueous solutions of acetonitrile and sodium hypophosphite) on the process of elemental phosphorus polymerization under the influence of accelerated electrons. Carrying out polymerization in an aqueous medium eliminates direct contact with air, which makes the process safer, and adding various chemicals to the solution allows to control the process parameters. It is shown that in an aqueous solution of acetonitrile and sodium hypophosphite, the conversion of phosphorus increases by 7%, and an increase in the polymerization rate is observed compared to using water as a reaction medium at the initial stage. The composition and structure of phosphorus-containing polymers obtained during electron beam polymerization were characterized by matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry (MALDI-TOF).

В статье рассмотрены результаты исследования влияния состава реакционной среды (дистиллированная вода или водные растворы ацетонитрила и гипофосфита натрия) на процесс полимеризации элементного фосфора под воздействием ускоренных электронов. Проведение полимеризации в водной среде исключает прямой контакт с воздухом, что делает процесс более безопасным, а добавление в воду различных химических веществ позволяет изменять параметры процесса. Показано, что в среде водных растворов ацетонитрила и гипофосфита натрия конверсия фосфора повышается на 7%, а на начальной стадии процесса наблюдается увеличение скорости полимеризации, по сравнению с экспериментами при использовании воды в качестве реакционной среды. Состав и строение полученных в ходе электронно-лучевой полимеризации фосфорсодержащих полимеров охарактеризованы методом времяпролетной масс-спектрометрии с матрично-активированной лазерной десорбцией/ионизацией (MALDI-TOF).

phosphorusphosphorus-containing polymersaccelerated electronshigh-energy chemistryMALDI-TOFфосфорфосфорсодержащие полимерыускоренные электроныхимия высоких энергийMALDI-TOFРабота выполнения в рамках гранта РНФ 23-23-00543 “Фундаментальные основы синтеза высокомолекулярных фосфор- и серосодержащих соединений с заданными эксплуатационными свойствами.”Tian H., Wang J., Lai G., Dou Y., Gao J., Duan Z., Feng X., Wu Q., He X., Yao L., Zeng L., Liu Y., Yang X., Zhao J., Zhuang S., Shi J., Qu G., Yu X.-F., Chu P.K., Jiang G. // Chem. Soc. Rev. 2023. V. 52. № 16. P. 5388–5484. https://doi.org/10.1039/D2CS01018FHan Z., Yang X., Yao H., Ran C., Guan C., Lu K., Yang C., Fu L. // Energy Technol. 2025. V. 13. № 1. 2401320. http://dx.doi.org/10.1002/ente.202401320Zhou J., Ye W., Lian X., Shi Q., Liu Y., Yang X., Liu L., Wang D., Choi J.-H., Sun J., Yang R., Wang M.-S., Rummeli M.H. // Energy Storage Mater. 2022. V. 46. P. 20–28. https://doi.org/10.1016/j.ensm.2021.12.042Sun Y., Wang L., Li Y., Li Y., Lee H.R., Pei A., He X., Cui Y. // Joule. 2019. V. 3. № 4. P. 1080–1093. https://doi.org/10.1016/j.joule.2019.01.017Bai J., Li Z., Wang X., Świerczek K., Wu C., Zhao H. // Energy Mater. Adv. 2024. V. 5. 0086. https://doi.org/10.34133/energymatadv.0086Strumolo M.J., Eremin D.B., Wang S., Mora Perez C., Prezhdo O.V., Figueroa J.S., Brutchey R.L. // Inorg. Chem. 2023. V. 62. № 16. P. 6197–6201. https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.3c00370Smith J.B., Hagaman D., Ji H.-F. // Nanotechnology. 2016. V. 27. № 21. 215602. https://doi.org/10.1088/0957-4484/27/21/215602Yilmaz O., Kalyon H.Y., Gencten M., Sahin Y. // J. Energy Storage. 2024. V. 79. 110133. https://doi.org/10.1016/j.est.2023.110133Yuan H., Zhao Y., Wang Y., Duan J., He B., Tang Q. // J. Power Sources. 2019. V. 410–411. P. 53–58. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2018.11.011Fung C.-M., Er C.-C., Tan L-.L., Mohamed A.R., Chai S.-P. // Chem. Rev. 2022. V. 122. № 3. P. 3879–3965. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.1c00068He D., Dong J., Zhang Y.-N., Zhang S., Zhang Y.-N., Qu J. // Catalysts. 2025. V. 15. № 3. 218. https://doi.org/10.3390/catal15030218Gibertini E., Carosio F., Aykanat K., Accogli A., Panzeri G., Magagnin L. // Surf. Interfaces. 2021. V. 25. 101252. https://doi.org/10.1016/j.surfin.2021.101252Tarasova N., Zanin A., Sobolev P., Ivanov A. // Phosphorus Sulfur Silicon Relat. Elem. 2021. V. 197. № 5–6. P. 608–609. https://doi.org/10.1080/10426507.2021.2011885Tarasova N.P., Balitskii V.Yu. // J. Appl. Chem. USSR. 1991. V. 64. № 6. P. 1035–1040.Tarasova N.P., Smetannikov Yu.V., Vilesov A.S., Shevchenko V.P., Byakov V.M. // Dokl. Phys. Chem. 2008. V. 423. P. 335–338. https://doi.org/10.1134/S0012501608120051Yang Z., Li W., Huang H., Ren S., Men Y., Li F., Yu X., Luo Q. // Talanta. 2022. V. 237. 122978. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2021.122978O’Rourke M.B., Smith C.C., De La Monte S.M., Suther- land G.T., Padula M.P. // Curr. Protoc. Mol. Biol. 2019. V. 126. № 1. e86. https://doi.org/10.1002/cpmb.86Zhang W., Andersson J.T., Räder H.J., Müllen K. // Carbon. 2015. V. 95. P. 672–680. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2015.08.057Тарасова Н.П., Занин А.А., Караваев С.Е., Ксенофонтов Н.А., Иванов А.Б. // Успехи в химии и химической технологии. 2024. Т. 38. № 1. С. 38–41.