研究怀疑水microdroplets自发产生过氧化氢的能力

在沙特阿拉伯的科学家们提供了一种新的解释如何产生的过氧化氢的形式在水中microdroplets喷洒和冷凝。¹由Himanshu Mishra在阿卜杜拉国王科技大学(Kaust),该集团设计了一组实验表明水microdroplets无法产生过氧化氢的吸收和化学转换臭氧。在揭示过氧化氢生产的基本机制,他们希望他们的工作将有助于澄清最近猜测到这个水的独特行为。

尽管无处不在的自然世界和实验室,水的性质仍面临巨大的研究。限制在当前的实验和计算机模拟的方法研究复杂空气界面水microdroplets特别的挑战。在2019年的一项研究²由理查德·Zare斯坦福大学和他的同事们提出,过氧化氢的形式自发microdroplets空气界面的水科学家们惊讶和困惑。怎么能强烈地构成水分子打破债券在标准条件下不使用催化剂或外部能源输入?在一些可能的解释,提出电场在水面可能是负责任的。根据这一解释,在强电场的存在,水分子电离形成氢氧自由基,然后重组形成过氧化氢。看似新行为的发现,科学家们开始探索这种现象进行更详细的。

Kaust研究者开始探索形成的过氧化氢含量的水microdroplets喷洒和冷凝。使用实验设置基于最初的斯坦福研究Mishra的团队惊奇地发现大约115倍和30倍降低过氧化氢浓度比Zare组中观察到的凝结和喷雾实验,分别。急于解释这些发现,他们设计了一组实验来探索替代解释过氧化氢的形成。

通过实验和计算的方法,该集团首先排除蒸发浓度和机械振动的贡献。扮演一个角色而被发现,小组得出的结论是,既不可能占过氧化氢的浓度。研究小组制作了一个关键的突破进行实验时存在一个臭氧发生器,在他们发现过氧化氢浓度超过30μm首次。

我们跑出想法,承认Kaust团队成员Adair Gallo Jr。所以,我们转向我们的设置,基本上在手套箱,一个干净的气氛中。我们认为,必须有某种形式的地理差异在玩。”

后我们完成我们的第一次试验,发现臭氧可能是一个因素,我们决定搜索更深,Kaust和加州之间的区别是什么?我们注意到,实际上,加州是一个非常受污染的地方,解释说,臭氧浓度高,其他团队成员Nayara Musskopf。这启发我们设计实验来证实,大气臭氧浓度在microdroplets可能产生过氧化氢。

用臭氧进行手套箱实验浓度范围内2 - 4900磅,该组织发现,过氧化氢形成对臭氧浓度非常敏感,在臭氧的缺失_,过氧化氢是无法觉察的喷雾或冷凝物的大小。从这一发现,证实,水面不能自发地产生过氧化氢,先前建议。Kaust团队得出结论,过氧化氢必须形成臭氧吸收和水分解的,在加州,更高水平的大气臭氧产生过氧化氢浓度越高Zare组中观察到的实验。

“这些实验提供有价值的见解所扮演的角色在水的化学microdroplets空气界面,表明过氧化氢的形成会导致周围大气中臭氧的痕迹,“评论Manuel Ruiz-Lopez水专家接口洛林大学、法国。要完全理解机制,然而,未来的研究应该考虑的亲和力臭氧和其他活性氧水面,并评估潜在的重要接口对反应动力学和热力学的影响。