Spontanes Auftreten von Triiodid, das die oberste Schicht der Iodidlösungsoberfläche ohne Photo-Oxidation bedeckt

Ionen, die Iodatome an den Dampf-wässrigen Lösungsgrenzen enthalten, beeinflussen aufgrund ihrer komplexen chemischen Natur und Multivalenz entscheidend das Wachstum von Aerosolen und die atmosphärische Chemie. Während die Neigung der Iodidionen zur Oberfläche im Kontext der Hofmeister-Serie intensiv diskutiert wurde, wurde die Stabilität verschiedener Ionen, die Iodatome an der Dampf-Wasser-Grenze enthalten, debattiert. Hier kombinieren wir oberflächenspezifische Summenfrequenzgenerations(SFG)-vibrationsspektroskopie mit ab initio Molekulardynamik-Simulationen, um zu untersuchen, inwieweit Iodidionen die wässrige Oberfläche bedecken. Die SFG-Probe des freien O–D-Streckmodus von schwerem Wasser zeigt, dass die Dichte der freien O–D-Gruppen an der Grenzfläche drastisch abnimmt, wenn die Bulk-NaI-Konzentration ∼2 M überschreitet. Der Rückgang der Dichte der freien O–D-Gruppen wird dem spontanen Auftreten von Triiodid zugeschrieben, das die oberste Grenzfläche bedeckt, und nicht der Oberflächenadsorption von Iodid. Diese Entdeckung zeigt, dass Iodid nicht oberflächenaktiv ist, während das hoch oberflächenaktive Triiodid spontan an der Wasser-Luft-Grenzfläche erzeugt wird, selbst unter dunklen und sauerstofffreien Bedingungen. Unsere Studie liefert einen wichtigen ersten Schritt zur Klärung der Iodchemie und der Wege zur Aerosolbildung.