表面纳米液滴反应速率为尺寸效应
软凝聚态物质
2021-06-24 v1
摘要
将试剂分隔于小液滴中，在许多两相化学反应中具有高转化效率和简化流程的前景。本工作中，采用表面纳米液滴（即最大高度小于 100 nm）定量理解液滴化学反应速率的尺寸效应。在我们的体系中，纯或二元纳米液滴中表面活性的反应物与主体流中的反应物反应，同时产物从液滴表面被移除。通过分析横向尺寸随时间的变化表征纳米液滴的收缩速率，其中在给定反应物与产物输运的流动条件下，液滴尺寸仅由化学反应速率决定。我们发现总体动力学随液滴横向半径 R 的减小而快速增强，表现为 dR/dt ~ R^(-2)。较小液滴中产物浓度更快升高有助于加速反应动力学。当液滴内存在非反应性化合物且不降低液滴表面反应物与产物的浓度时，小液滴尺寸对反应速率的增强进一步得到确认。我们的研究结果增进了对液滴化学动力学的理解。我们的发现凸显了小液滴在广泛应用中增强化学反应的设计与控制的有效性。
引用
@article{arxiv.2106.12103,
title = {Size Effect on Reaction Rate of Surface Nanodroplets},
author = {Zhengxin Li and Akihito Kiyama and Xuehua Zhang and Hongbo Zeng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.12103},
year = {2021}
}