水分子的微型液滴具有独特的界面性质,能够启动化学反应,而且能够将反应速率提高多个数量级。有鉴于此,南京大学胡兴邦教授、张志炳教授、李鑫垚博士等通过循环的将苯乙烯的水液滴喷洒到空气气氛中,形成了尺寸6.7 μm的微液滴。
本文要点
(1)
喷洒的微液滴能够使得苯乙烯氧化在没有催化剂的情况氧化生成苯乙烯氧化物。在相同的条件下的溶液中不会发生类似的苯乙烯氧化反应。但是在微液滴中,苯乙烯能够实现4.2 %的转化,生成3.1 mM的苯乙烯氧化物。
(2)
与常见的喷雾微滴法(spraying microdroplet method)相比,这种循环喷雾方法得到的氧化产物浓度提高1000倍。实验验证结果显示氧化环境能够促进苯乙烯的氧化反应,在液滴界面发生双路径H2O2氧化机理。DFT理论计算验证说明液滴能够促进催化氧化反应。
这种循环喷雾方法显著增强氧化产物的浓度,展示了微液滴大量制备化学品的前景。
参考文献
Lian Xue, Weida Chen, Peng Zheng, Jiao Geng, Feng Zhang, Xinyao Li*, Zhibing Zhang*, and Xingbang Hu*, Catalyst-Free Oxidation of Styrene to Styrene Oxide Using Circulating Microdroplets in an Oxygen Atmosphere, J. Am. Chem. Soc. 2024
DOI: 10.1021/jacs.4c08018
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c08018