傳統技術中設計多孔液體(Porous liquids)需要利用空間位阻溶劑。此外,最近人們通過將微孔框架分散在水等更簡單的溶劑中設計多孔液體。
有鑒于此,美國橡樹林國家實驗室/田納西大學戴勝教授、Tao Wang等報道一種獨特的策略,通過在疏水性空心碳球(HCS)表面選擇性地引入親水性來構建大孔水(macroporous water)。
本文要點:
(1)
具體的,這項研究表明,在保持固有孔隙率的同時,穩定的分散表面的離子液體分子使水電離。水性電解質中,小氣體分子的電催化轉化受到氣體分子在水中的濃度和擴散速率的限制。在這種情況下,含有大孔的水的氣體吸收量達到無孔(純)水的6倍。
(2)
通過利用高氣體容量和增強的擴散動力學,大孔水中氧還原反應(ORR)的極限擴散電流是無孔水中的2倍,為開發可持續能源轉換技術提供廣闊的前景。
參考文獻
Debabrata Moitra, Arvind Ganesan, Fan Wang, Liqi Qiu, Kevin Siniard, Zhenzhen Yang, Shannon M. Mahurin, Lilin He, Kai Li, Hongjun Liu, De-en Jiang, Tao Wang*, and Sheng Dai*, Permanent Nanobubbles in Water: Liquefied Hollow Carbon Spheres Break the Limiting Diffusion Current of Oxygen Reduction Reaction, J. Am. Chem. Soc. 2025
DOI: 10.1021/jacs.4c13875
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c13875