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水面是发生化学反应的绝佳之地:由光驱动的化学反应在空气-水界面(通常称为水面)发生的速度比在大部分水中快一万倍
2021年04月30日    阅读量:233     新闻来源:中国化工网 okmart.com    |  投稿

来自RIKEN创业研究集群的科学家使用先进的技术证明,由光驱动的化学反应在空气-水界面(通常称为水面)中发生的速度比在大多数情况下要快上万倍。即使在光具有同等能量的情况下,水也是如此。这一发现可以帮助我们了解在水面发生的许多重要的化学和生物过程中国化工网okmart.com


水是自然界中最重要的液体,研究表明,界面实际上有一些特殊之处。


由于尚未充分理解的原因,似乎当分子部分存在于水中时某些化学反应很容易发生,但当分子完全溶解时则不易发生。


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妨碍理解的一个问题是对化学反应实际上如何在界面上进行的了解还不够充分。


为了对此进行调查,RIKEN小组使用了一种称为超快速相敏界面选择振动光谱的先进技术。


这是一个令人费解的操作,但是从本质上讲,它意味着您可以高速浏览在界面处发生化学反应时生成的中间分子的影像。在这种情况下,“高速”是指大约一百飞秒,或不到一万亿分之一秒。


他们使用该方法分析了苯酚的光电离,苯酚的光电离化已在等效水中进行了深入研究,使用了等效的高速紫外脉冲。实验表明,相同的反应在界面处发生,但是由于那里的条件不同,反应发生的速度快了大约一万倍。


研究的作者之一中本聪(Satoshi Nihonyanagi)在《自然化学》上发表的文章说:“令人兴奋的是,发现苯酚的反应速度如此显着不同,但除此之外,我们直接观察水表面化学反应的方法实时还可以应用于其他反应,并且可以帮助我们更好地了解在这种特殊环境中反应如何进行。”


该研究小组负责人Tahei Tahara表示:“事实上,基本有机分子(如苯酚)在大量水和水表面之间的反应速率相差10,000倍,这对于催化反应也非常重要。


化学,旨在促进和控制化学反应的研究领域,此外,自然界中的水以海水的形式存在,它具有气泡和气溶胶,因此具有广阔的表面积,我们的工作可以帮助我们了解分子如何吸附在分子表面水表面,导致化学反应,对全球环境产生巨大影响。”


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