霧化增強水-油體系產氫活性
時間：2024-04-16 來源：中國科學報
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美國斯坦福大學Richard N. Zare團隊合作，在微液滴化學研究方面取得新進展，實現了霧化過程中水-油微界面“接觸起電”產氫反應的活性調控。相關成果發表在《美國化學會志》上。
水-油微液滴界面“接觸起電”產氫反應。大連化物所供圖
破碎起電效應是一個重要的起電機制。這種效應通常存在于雷暴云或瀑布等環境中，當大水滴或冰晶在氣流作用或碰撞下發生破碎時，會產生電荷分離的現象，這種電荷分離是由于水滴或冰晶內部的電荷分布不均以及破碎過程所導致的。研究團隊基于微液滴的破碎起電效應，以及水-油界面存在的自發電荷轉移特性，通過控制霧化破碎過程中的電子轉移，實現了單位質量（克）微液滴帶電量的調控。此外，研究人員利用電荷測量、電子順磁共振譜和氣相色譜等表征手段，發現了水-油微液滴界面上存在微液滴向亞微米液滴轉移電子的過程，從而提出了在電荷分離-中和機制作用下加速水產氫反應的新機制，并證明了生成的氫自由基等氫物種可進行原位還原二氧化碳反應。研究還發現，當加入表面活性劑破壞水-油微界面后，電荷分離和產氫活性也同時被抑制。
基于上述發現，研究團隊提出通過霧化增強水-油體系的產氫活性，有望實現含油廢水的升級利用。
相關論文信息：https://doi.org/10.1021/jacs.4c01455
