The electronic spectroscopy of isolated furfural (2-furaldehyde) in the gas phase has been investigated using high-resolution photoabsorption spectroscopy in the 3.5–10.8 eV energy-range, with absolute cross section measurements derived. Electron energy loss spectra are also measured over a range of kinematical conditions. Those energy loss spectra are used to derive differential cross sections and in turn generalised oscillator strengths. These experiments are supported by ab initio calculations in order to assign the excited states of the neutral molecule. The good agreement between the theoretical results and the measurements allows us to provide the first quantitative assignment of the electronic state spectroscopy of furfural over an extended energy range.
REFERENCES
1.
A. S.
Mamman
, J.-M.
Lee
, Y.-C.
Kim
, I. T.
Hwang
, N.-J.
Park
, Y. K.
Hwang
, J.-S.
Chang
, and J.-S.
Hwang
, Biofuels, Bioprod. Biorefin.
2
, 438
(2008
).2.
M.
D’Angelantonio
, S. S.
Emmi
, G.
Poggi
, and G.
Beggiato
, J. Phys. Chem. A
103
, 858
(1999
).3.
A. J.
Ragauskas
, C. K.
Williams
, B. H.
Davison
, G.
Britovsek
, J.
Cairney
, C. A.
Eckert
, W. J.
Frederick
, J. P.
Hallett
, D. J.
Leak
, C. L.
Liotta
, J. R.
Mielenz
, R.
Murphy
, R.
Templer
, and T.
Tschaplinski
, Science
311
, 484
(2006
).4.
H.
Gomez Bernal
, L.
Bernazzani
, and A. M.
Raspolli Galletti
, Green Chem.
16
, 3734
(2014
).5.
J.-P.
Lange
, E.
van der Heide
, J.
van Buijtenen
, and R.
Price
, ChemSusChem
5
, 150
(2012
).6.
J. D.
Keating
, C.
Panganiban
, and S. D.
Mansfield
, Biotechnol. Bioeng.
93
, 1196
(2006
).7.
P.
Pienkos
and M.
Zhang
, Cellulose
16
, 743
(2009
).8.
L. D.
Schmidt
and P. J.
Dauenhauer
, Nature
447
, 914
(2007
).9.
J.
Amorim
, C.
Oliveira
, J. A.
Souza-Corrêa
, and M. A.
Ridenti
, Plasma Process. Polym.
10
, 670
(2013
).10.
N.
Schultz-Jensen
, F.
Leipold
, H.
Bindslev
, and A.
Thomsen
, Appl. Biochem. Biotechnol.
163
, 558
(2011
).11.
J. S.
Bak
, J. K.
Ko
, Y. H.
Han
, B. C.
Lee
, I.-G.
Choi
, and K. H.
Kim
, Bioresour. Technol.
100
, 1285
(2009
).12.
A. W.
Khan
, J. P.
Labrie
, and J.
McKeown
, Biotechnol. Bioeng.
28
, 1449
(1986
).13.
R. F.
da Costa
, E. M.
de Oliveira
, M. H. F.
Bettega
, M. T. d. N.
Varella
, D. B.
Jones
, M. J.
Brunger
, F.
Blanco
, R.
Colmenares
, P.
Limão-Vieira
, G.
García
, and M. A. P.
Lima
, J. Chem. Phys.
142
, 104304
(2015
).14.
R. F. C.
Neves
, D. B.
Jones
, M. C. A.
Lopes
, K. L.
Nixon
, G. B.
da Silva
, H. V.
Duque
, E. M.
de Oliveira
, R. F.
da Costa
, M. T. d. N.
Varella
, M. H. F.
Bettega
, M. A. P.
Lima
, K.
Ratnavelu
, G.
García
, and M. J.
Brunger
, J. Chem. Phys.
142
, 104305
(2015
).15.
D. B.
Jones
, G. B.
da Silva
, R. F. C.
Neves
, H. V.
Duque
, L.
Chiari
, E. M.
de Oliveira
, M. C. A.
Lopes
, R. F.
da Costa
, M. T. d. N.
Varella
, M. H. F.
Bettega
, M. A. P.
Lima
, and M. J.
Brunger
, J. Chem. Phys.
141
, 074314
(2014
).16.
D. B.
Jones
, E.
Ali
, K. L.
Nixon
, P.
Limão-Vieira
, M.-J.
Hubin-Franskin
, J.
Delwiche
, C. G.
Ning
, J.
Colgan
, A.
Murray
, D. H.
Madison
, and M. J.
Brunger
, “Electron- and photon-impact ionization of furfural
,” J. Chem. Phys. (submitted).17.
A. D.
Walsh
, Trans. Faraday Soc.
42
, 62
(1946
).18.
19.
J. E.
Purvis
, J. Chem. Soc.
97
, 1648
(1910
).20.
A.
Gandini
, P. A.
Hackett
, and R. A.
Back
, Can. J. Chem.
54
, 3089
(1976
).21.
R.
Zwarich
and I.
Rabinowitz
, J. Chem. Phys.
63
, 4565
(1975
).22.
R. F.
da Costa
, M. H. F.
Bettega
, M. A. P.
Lima
, M. C. A.
Lopes
, L. R.
Hargreaves
, G.
Serna
, and M. A.
Khakoo
, Phys. Rev. A
85
, 062706
(2012
).23.
A.
Giuliani
, J.
Delwiche
, S. V.
Hoffmann
, P.
Limão-Vieira
, N. J.
Mason
, and M.-J.
Hubin-Franskin
, J. Chem. Phys.
119
, 3670
(2003
).24.
A.
Giuliani
, I. C.
Walker
, J.
Delwiche
, S. V.
Hoffmann
, C.
Kech
, P.
Limão-Vieira
, N. J.
Mason
, and M.-J.
Hubin-Franskin
, J. Chem. Phys.
120
, 10972
(2004
).25.
A.
Giuliani
, I. C.
Walker
, J.
Delwiche
, S. V.
Hoffmann
, P.
Limao-Vieira
, N. J.
Mason
, B.
Heyne
, M.
Hoebeke
, and M. J.
Hubin-Franskin
, J. Chem. Phys.
119
, 7282
(2003
).26.
F.
Kossoski
and M. H. F.
Bettega
, J. Chem. Phys.
138
, 234311
(2013
).27.
I. C.
Walker
, M. H.
Palmer
, J.
Delwiche
, S. V.
Hoffmann
, P.
Limão-Vieira
, N. J.
Mason
, M. F.
Guest
, M.-J.
Hubin-Franskin
, J.
Heinesch
, and A.
Giuliani
, Chem. Phys.
297
, 289
(2004
).28.
R. A.
Motiyenko
, E. A.
Alekseev
, S. F.
Dyubko
, and F. J.
Lovas
, J. Mol. Spectrosc.
240
, 93
(2006
).29.
F. A.
Miller
, W. G.
Fateley
, and R. E.
Witkowski
, Spectrochim. Acta, Part A
23
, 891
(1967
).30.
M.
Rogojerov
, G.
Keresztury
, and B.
Jordanov
, Spectrochim. Acta, Part A
61
, 1661
(2005
).31.
A.
Gandini
, J. M.
Parsons
, and R. A.
Back
, Can. J. Chem.
54
, 3095
(1976
).32.
D.
Klapstein
, C. D.
MacPherson
, and R. T.
O’Brien
, Can. J. Chem.
68
, 747
(1990
).33.
S.
Eden
, P.
Limão-Vieira
, S. V.
Hoffmann
, and N. J.
Mason
, Chem. Phys.
323
, 313
(2006
).34.
M. H.
Palmer
, T.
Ridley
, S. V.
Hoffmann
, N. C.
Jones
, M.
Coreno
, M.
de Simone
, C.
Grazioli
, M.
Biczysko
, A.
Baiardi
, and P.
Limão-Vieira
, J. Chem. Phys.
142
, 134302
(2015
).35.
M. J.
Brunger
and P. J. O.
Teubner
, Phys. Rev. A
41
, 1413
(1990
).36.
S. J.
Cavanagh
and B.
Lohmann
, J. Phys. B: At., Mol. Opt. Phys.
32
, L261
(1999
).37.
F.
Blanco
and G.
García
, J. Phys. B: At., Mol. Opt. Phys.
42
, 145203
(2009
).38.
F.
Blanco
and G.
García
, Phys. Lett. A
330
, 230
(2004
).39.
R. F.
da Costa
, M. A. P.
Lima
, M. H. F.
Bettega
, E. M.
de Oliveira
, M. T. d. N.
Varella
, G.
Garcia
, D. B.
Jones
, and M. J.
Brunger
, “Elastic electron collisions with furfural: an investigation on the behavior of the cross sections under the influence of multichannel coupling effects
” (unpublished).40.
P.
Palihawadana
, J.
Sullivan
, M.
Brunger
, C.
Winstead
, V.
McKoy
, G.
Garcia
, F.
Blanco
, and S.
Buckman
, Phys. Rev. A
84
, 062702
(2011
).41.
L. R.
Hargreaves
, J. R.
Brunton
, A.
Prajapati
, M.
Hoshino
, F.
Blanco
, G.
Garcia
, S. J.
Buckman
, and M. J.
Brunger
, J. Phys. B: At., Mol. Opt. Phys.
44
, 045207
(2011
).42.
H.
Kato
, T.
Asahina
, H.
Masui
, M.
Hoshino
, H.
Tanaka
, H.
Cho
, O.
Ingolfsson
, F.
Blanco
, G.
Garcia
, S. J.
Buckman
, and M. J.
Brunger
, J. Chem. Phys.
132
, 074309
(2010
).43.
E. N.
Lassettre
, J. Chem. Phys.
43
, 4479
(1965
).44.
A. R. P.
Rau
and U.
Fano
, Phys. Rev.
162
, 68
(1967
).45.
L.
Vriens
, Phys. Rev.
160
, 100
(1967
).46.
B. R.
Lewis
, Phys. Rev. A
78
, 026701
(2008
).47.
H.
Kawahara
, H.
Kato
, M.
Hoshino
, H.
Tanaka
, and M. J.
Brunger
, Phys. Rev. A
77
, 012713
(2008
).48.
H.
Kawahara
, D.
Suzuki
, H.
Kato
, M.
Hoshino
, H.
Tanaka
, O.
Ingolfsson
, L.
Campbell
, and M. J.
Brunger
, J. Chem. Phys.
131
, 114307
(2009
).49.
H.
Kato
, M.
Hoshino
, H.
Tanaka
, P.
Limão-Vieira
, O.
Ingolfsson
, L.
Campbell
, and M. J.
Brunger
, J. Chem. Phys.
134
, 134308
(2011
).50.
M. W.
Schmidt
, K. K.
Baldridge
, J. A.
Boatz
, S. T.
Elbert
, M. S.
Gordon
, J. H.
Jensen
, S.
Koseki
, N.
Matsunaga
, K. A.
Nguyen
, S.
Su
, T. L.
Windus
, M.
Dupuis
, and J. A.
Montgomery
, J. Comput. Chem.
14
, 1347
(1993
).51.
K. K.
Baldridge
, V.
Jonas
, and A. D.
Bain
, J. Chem. Phys.
113
, 7519
(2000
).52.
R.
Bauernschmitt
and R.
Ahlrichs
, Chem. Phys. Lett.
256
, 454
(1996
).53.
M. E.
Casida
, J. Mol. Struct.: THEOCHEM
914
, 3
(2009
).54.
M. J.
Frisch
et al., gaussian 09, Revision B.01, Gaussian, Inc., Wallington, CT, USA, 2010.55.
I.
Colmenar
, S.
González
, E.
Jiménez
, P.
Martín
, S.
Salgado
, B.
Cabañas
, and J.
Albaladejo
, Atmos. Environ.
103
, 1
(2015
).56.
Ed. C.
Sándorfy
, The Role of Rydberg States in Spectroscopy and Photochemistry
(Kluwer Academic Publishers
, Netherlands
, 1999
).57.
S.
Eden
, P.
Limão-Vieira
, S. V.
Hoffmann
, and N. J.
Mason
, Chem. Phys.
331
, 232
(2007
).58.
W. B.
DeMore
, S. P.
Sander
, D. M.
Golden
, R. F.
Hampson
, M. J.
Kurylo
, C. J.
Howard
, A. R.
Ravishankara
, C. E.
Kolb
, and M. J.
Molina
, Chemical Kinetics and Photochemical Data for Use in Stratospheric Modelling
, Evaluation No. 12
(JPL Publication 97–4
, 1997
).59.
P.
Limão Vieira
, S.
Eden
, P. A.
Kendall
, N. J.
Mason
, and S. V.
Hoffmann
, Chem. Phys. Lett.
364
, 535
(2002
).60.
R. F.
da Costa
, M. T. d. N.
Varella
, M. H. F.
Bettega
, and M. A. P.
Lima
, Eur. Phys. J. D
69
, 159
(2015
).© 2015 AIP Publishing LLC.
2015
AIP Publishing LLC
You do not currently have access to this content.
