“水滴”油微界面存在接触电致氧化还原反应

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近日，中国科学院大连化学物理研究所研究员王峰、副研究员贾秀全团队与斯坦福大学Richard Zare院士团队、大连化物所研究员李海洋团队合作，在微液滴化学研究方面取得新进展。团队揭示了含油微水滴的水—油界面存在接触电致氧化还原反应，相关成果发表在《美国化学会志》上。

水—油微界面示意图。大连化物所供图

通俗来说，当“宏观”的水被“击碎”成微米尺寸的微小液滴时，这种微小的液滴就被称为微水滴。微水滴往往能表现出一定的特殊“性能”，未来有望为环境、能源领域提供创新的解决方案。然而，液体燃料的高温燃烧会导致较高的氮氧化物和碳烟等污染物排放，理解微水滴促进燃料燃烧的机理，对克服这些不利影响具有重要意义。

本工作中，基于微米尺寸的微水滴存在界面强电场，以及水—油界面存在自发电荷转移的特性，研究团队在无氧条件下构建油水乳液体系。他们利用乳液中稳定存在的微水滴实现低温裂解长链烷烃，制备了氢气和C1-C2能源小分子，揭示了乳液中微液滴的水—油界面存在接触电致氧化还原反应。此外，研究人员还利用气相、质谱和电子顺磁共振谱等表征手段，观测到了氢气的生成主要来自于微水滴而非油分子，为微水滴中自由电子的产生和去向提供了新认识。

通过构建微水滴界面强电场，发展低温裂解燃油技术，有望助力液体燃料的清洁化利用。

相关论文信息：https://doi.org/10.1021/jacs.3c07445

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