“MechanisticStudy of Oxygen Reduction at Liquid/Liquid Interfaces by HybridUltramicroelectrodes and Mass Spectrometry”

質子耦合電子轉移（PCET）反應在各種界面（液體/膜、固體/電解質、液體/液體）是生物學和化學許多過程的核心。機理研究可以為PCET的深入理解和新系統的合理設計提供依據。然而，PCET在液/液界面反應的大多數機理是基于電化學和光譜數據提出的，這缺乏對可能的中間體的直接證據。此外，作為軟界面的一種，液/液界面是動態的，這使得界面反應的研究非常具有挑戰性。本文介紹了一種新的電化學耦合質譜技術（EC-MS），用于二茂鐵（FC）在四苯基鈷卟吩（CoTPP）催化下液/液界面氧還原反應（ORR）的原位研究。關鍵單元是兩種類型的凝膠混合超微電極（瓊脂凝膠/有機雜化超微電極和水/PVC凝膠混合超微電極），它們是基于雙微米或納米顆粒制成的。凝固的液/液界面可以在這些移液管的頂端形成，它既是電化學電池又是質譜學的納米噴霧發射器。我們證明這些凝固的L/L界面與典型的L/L界面非常相似。首次確定了ORR在液/液界面上的關鍵CoTPP中間體，并控制了四電子氧還原途徑，為ORR的機理提供了有價值的見解。理論模擬進一步支持了中間體的形成。這種平臺有望用于原位跟蹤和鑒定中間體，研究液/液界面或其他軟界面上的復雜反應。