研究人員用[EMIM]NTf2對鋸末進行原位改性，實現了了親水域和親油域的共存。通過離子液體改性可實現碳的潤濕性可調。而不添加離子液體的碳是超疏水和超親油的。疏水性離子液體[EMIM]NTf2導致超親水性碳的形成，而親水性離子液體[EMIM]Br誘導疏水性碳的產生。[EMIM]NTf2的添加量決定了碳的潤濕性，包括親水性(33°)、疏水性(133°)和超親水性(0°)。

圖1. 離子液體介導的超浸潤碳的制備

一般來說，材料的潤濕性取決于材料的表面結構和化學成分。研究人員通過研究不同條件下形成的碳樣品的潤濕性，結合XPS光譜和電位分析，證實了吡啶氮氧化物(N4)的含量在碳的超浸潤性中起著關鍵作用。

圖2. 不同條件下形成的碳樣品的潤濕性

整個熱裂解過程包括：[EMIM]NTf2和鋸末完全混合后，混合物在氬氣中加熱碳化并分解成氣體和碎片，氮等雜原子通過重排均勻地結合到碳材料中。特別是，吡啶氮氧化物在碳的超浸潤性中起到了主要作用。此外，熱處理后，石墨化碳中氮的原子含量高，氟的原子含量低，表明親水疇的數量增加，親油疇的數量減少。

圖3. 超浸潤碳的潤濕機理

親水性和疏水性碳都是超親油性的，它們更傾向留在油相中。因此，它們從油水界面移除所需的能量也相對較低，無法形成皮克林乳液。而超浸潤碳可以停留在油水界面，將顆粒移至油相或水相所需的能量較高，利于形成穩定的皮克林乳液。

圖4. 使用具有不同浸潤性的碳素樣品形成皮克林乳液

在皮克林乳液催化中，通過使用超浸潤碳，乙苯的轉化率和收率分別達到91.6%和87.8%，遠高于空白實驗。另外，1，2-環氧辛烷的產率和轉化率分別是空白實驗的三倍和兩倍，C12醛的轉化率也從46%提高至82%。總之，超浸潤碳可以有效促進油-水和油-油反應體系的轉化。

圖5. Pickering乳液催化苯乙烯選擇加氫、辛烯環氧化和C12醛縮醛化