水—油微界面存在接觸電致氧化還原反應

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近日，中國科學院大連化學物理研究所研究員王峰、副研究員賈秀全團隊與斯坦福大學Richard Zare院士團隊、大連化物所研究員李海洋團隊合作，在微液滴化學研究方面取得新進展。團隊揭示了含油微水滴的水—油界面存在接觸電致氧化還原反應，相關成果發表在《美國化學會志》上。

水—油微界面示意圖。大連化物所供圖

通俗來說，當“宏觀”的水被“擊碎”成微米尺寸的微小液滴時，這種微小的液滴就被稱為微水滴。微水滴往往能表現出一定的特殊“性能”，未來有望為環境、能源領域提供創新的解決方案。然而，液體燃料的高溫燃燒會導致較高的氮氧化物和碳煙等污染物排放，理解微水滴促進燃料燃燒的機理，對克服這些不利影響具有重要意義。

本工作中，基于微米尺寸的微水滴存在界面強電場，以及水—油界面存在自發電荷轉移的特性，研究團隊在無氧條件下構建油水乳液體系。他們利用乳液中穩定存在的微水滴實現低溫裂解長鏈烷烴，制備了氫氣和C1-C2能源小分子，揭示了乳液中微液滴的水—油界面存在接觸電致氧化還原反應。此外，研究人員還利用氣相、質譜和電子順磁共振譜等表征手段，觀測到了氫氣的生成主要來自于微水滴而非油分子，為微水滴中自由電子的產生和去向提供了新認識。

通過構建微水滴界面強電場，發展低溫裂解燃油技術，有望助力液體燃料的清潔化利用。