电荷转移作为决定疏水界面负电荷的普适机制
化学物理
2020-03-25 v2 软凝聚态物质
摘要
数十年来，疏水-水界面表观负电荷的起源引发了物理化学界最大的争议之一。解释这一观察结果最普遍的观点是带负电的氢氧根离子(OH-)与界面发生了强结合。本文通过对包含数千个原子的气-水和油-水界面进行第一性原理计算，揭示了一种不需要 OH- 存在的机制。我们表明，沿氢键的少量电荷转移以及与局部拓扑缺陷相关的氢键网络不对称性，可导致两个界面处负表面电荷的积累。对于靠近油的水，我们还表明存在部分电子密度溢入油中，使其带负电。计算得出两个界面的表面电荷密度约为 e/nm，与电泳实验结果一致。我们还通过能量分解分析表明，该现象的电子起源根源于集体极化和电荷转移效应。
引用
@article{arxiv.1904.05766,
title = {Charge Transfer as a Ubiquitous Mechanism in Determining the Negative Charge at Hydrophobic Interfaces},
author = {Emiliano Poli and Kwang H. Jong and Ali Hassanali},
journal= {arXiv preprint arXiv:1904.05766},
year = {2020}
}
备注
Supporting Information available