复旦大学张立武团队：液滴气液界面化学反应助力空气净化

复旦大学张立武团队：液滴气液界面化学反应助力空气净化

复旦大学张立武教授团队在液滴气液界面化学反应领域取得重要突破，其最新研究成果揭示了微液滴界面如何显著加速大气硫酸盐的光敏形成，为利用液滴净化空气提供了新的理论基础和技术支持。

微液滴界面效应显著加速大气硫酸盐形成

在发表于《Journal of the American Chemical Society》的研究中，张立武团队综合运用了多种先进表征技术，包括尺寸可控的微液滴打印技术、纳秒级高分辨瞬态吸收光谱、共聚焦表面增强拉曼散射（SERS）技术等，深入研究了大气中气溶胶的气-液界面效应对二次硫酸盐形成机制的影响。

研究发现，在气-液界面上，半溶剂化环境能显著加速大气中的光敏化氧化反应。通过数值模拟，研究团队发现与传统体相过程相比，在云和气溶胶相关的尺寸颗粒中硫酸盐形成速率增加了3-4个数量级。

这一显著加速的机制在于：界面半溶剂化效应通过降低反应过程所需的去溶剂化能垒，加速了大气光敏化氧化反应。在气-液界面中，不完全溶剂化的光敏化物质由于具有开放溶剂壳，可以更容易地从亚硫酸盐中捕获电子，从而促进反应进行。

液滴气液界面的自由基生成机制

结合此前的研究，液滴气液界面的高电场特性（高达10⁹ V/m）已被证实可驱动自由基的生成。例如，南开大学张新星团队利用质谱技术首次直接观测到水微液滴表面自发生成的羟基自由基（OH•--H₃O⁺），并发现其信号强度与液滴尺寸相关。这种自由基生成机制在空气净化过程中可能发挥重要作用。

Marangoni效应助力液滴操控

此外，张立武团队还研究了Marangoni效应在微气泡/液滴操控中的应用。通过精确控制液滴的运动和分布，可以进一步优化液滴气液界面反应的效率，为实际应用提供了新的技术手段。

应用前景与展望

利用液滴气液界面化学反应净化空气具有广阔的应用前景。通过优化液滴尺寸、界面电场和反应条件，可以显著提高光催化效率，实现对大气污染物（如硫酸盐、二氧化碳等）的有效去除。这一技术不仅有助于改善空气质量，还能为应对全球变暖等环境问题提供新的解决方案。

复旦大学张立武团队的系列研究成果为液滴气液界面化学反应在空气净化领域的应用奠定了坚实的理论基础，展示了其在环境治理中的巨大潜力。