直接利用水作為氫原子和分子的來源是生態(tài)系統(tǒng)和工業(yè)發(fā)展的基礎。然而，由于液態(tài)水的氧化還原惰性，它是形成這些氫物種的不利電子供體。
由王峰教授和副教授領導的研究小組。中國科學院大連化學物理研究所賈秀全研究員與斯坦福大學Richard N. Zare教授團隊合作，實現(xiàn)了油水微滴接觸起電制氫接口及其調節(jié)。該研究發(fā)表在《美國化學會雜志》上。
水微滴已被證明在微滴界面處具有高電場，足以電離 OH-自發(fā)地產生自由電子。隨后的電荷轉移可導致各種必要的氫化反應。
在這項研究中，研究人員通過霧化發(fā)現(xiàn)不同尺寸的油水微滴之間存在明顯的電荷分離。與純水微滴相比，由于油介導從噴射的微滴中提取電子，因此油性水性微滴的電荷分離得到改善，從而促進了氫物種的產生。提出氫的形成是通過油水微滴界面處的接觸起電和電荷中和來進行的。
通過添加表面活性劑破壞水-油界面，抑制電荷分離和析氫活性，驗證了這一機制。
此外，研究人員發(fā)現(xiàn)，還原性氫物質可以進一步導致在常溫下進行原位CO2加氫過程，以水作為氫源選擇性形成CO。
大量水資源受到石油泄漏、含油廢水排放等污染，傳統(tǒng)的廢水處理技術往往會產生大量的碳排放。本研究表明，通過噴灑油水乳化液從水中生成H2，可以實現(xiàn)含油廢水的升級循環(huán)，從而將含油廢水處理過程轉變?yōu)榭尚械奶挤獯嫱緩健?/p>
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