微水滴自发产H₂O₂

无需催化剂，持续产生

通过微孔限域延长微水滴寿命，首次在单个液滴水平实时监测并证实H₂O₂在气液界面自发持续生成，为无催化剂绿色合成H₂O₂提供新路径。

Zhou, Kai · 苏华 · Gao, Jia · Li, Haoran · Liu, Shasha · Zhang, Zhibing · 王伟

Journal of the American Chemical Society 2024

参数信息

H₂O₂表观平衡浓度

3 μM

H₂O₂最大生成速率

7.7 nmol m⁻² min⁻¹

界面H₂O转化为H₂O₂的概率

1

技术优势

寿命延长至1小时

通过微孔限域抑制蒸发，获得寿命超过1小时的微水滴，使长时间动态监测成为可能。

单液滴实时监测

利用时间分辨荧光成像动态监测单个微水滴中H₂O₂的生成，避免群体平均，直接揭示个体行为。

界面转化概率首次定量

首次推导出界面水分子自发转化为H₂O₂的概率为每65000个水分子每秒约1个，为机理和增产提供基础。

应用场景

• 无催化剂H₂O₂合成：无需催化剂即可在微水滴中持续生成H₂O₂，可替代传统高能耗的蒽醌法。
• 绿色氧化剂生产：仅用水和空气在界面自发产生绿色氧化剂，适用于原位氧化反应。
• 微液滴传感检测：微液滴中生成的H₂O₂可作为传感信号，结合荧光成像实现单液滴检测。