水的惊喜:微滴有产生过氧化氢的潜力

美国斯坦福大学的化学家们惊奇地发现，在没有任何其他试剂或外部刺激的情况下，微小的纯水液滴会自发地产生过氧化氢。这一意想不到的发现可能会导致更环保、更便宜的过氧化氢生产，以及更环保的化学合成。

由Richard Zare领导的团队在尝试在微液滴中合成金纳米结构时发现了这一发现。研究人员发现，在微米大小的液滴中，水分子氧化形成浓度约为1ppm的过氧化氢。

他们认为，微液滴环境本身促进了液滴表面的氧化还原化学反应，在液滴表面，水电离形成H⁺羟基离子。“似乎发生的是在空气和水的界面上，OH之间有一个很大的电荷分离^{- - - - - -}和H⁺Zare说必威体育 红利账户．“哦^{- - - - - -}比H更倾向于黏在空气中⁺它喜欢水，这导致在界面处建立了一个非常大的电场。Zare指出，这种电场大约是每厘米1000万伏，比在实验室中产生的电场大得多。这个电场使羟基离子电离，产生羟基自由基，然后结合形成过氧化氢。

扎尔补充说:“从某种意义上说，美丽之处在于，当你喝完后，剩下的只有水……没有什么比只有水更环保了。”“我希望这将成为一件大事，因为我们正在谈论一种非常绿色的化学形式，一种非常环保的做事方式。”

美国卡内基梅隆大学的大气化学家、该校绿色科学研究所副所长瑞安·沙利文(Ryan Sullivan)也认为，这一发现可以使化学更加环保。沙利文说:“过氧化氢是一种非常有价值的绿色氧化剂……它可以分解成非常安全的成分。”他补充说，目前大多数大规模生产过氧化氢的主要合成途径都不太环保。“(这些微滴)只产生百万分之低的H₂O₂但如果你能想出如何加速或进一步提高这一过程，从实际或应用的角度来看，这可能非常有用。”沙利文总结道。

Zare指出，这一发现还可能导致更安全的清洁和食品加工。“我们正在杀死这样的东西大肠杆菌而且沙门氏菌我们只是在空气中向它们喷射小水滴……我们对此感到兴奋，”扎尔继续说道。美国宾夕法尼亚州卡内基梅隆大学绿色科学研究所的负责人、化学家特里·柯林斯说，这个提议的机制似乎是合理的。柯林斯说:“这是一个美丽的发现，它提出了一系列非常有趣的问题。”比如，这种方法是否更适用于清洁空气和表面的化学污染物。

扎尔暗示，这一发现也可能有助于揭示地球上生命的起源。Zare解释说:“令人兴奋的是，这表明水滴具有氧化还原化学反应的能力。”他说，水滴可以被认为是人造细胞，它们可以非常活跃。“我们已经发现，在微液滴中，所有类型的过程都可以发生，而在散装水中是不可能发生的。”

更正:本文于2019年9月13日更新，以更正水电离的描述