核磁共振观测纳米限域水电解质中的电中性破缺与特异性离子效应

水电解质中靠近界面的离子分布，在电化学、生物和胶体系统中起着关键作用，并预期在纳米限域区域内尤为显著。在求解由不带电疏水表面纳米限域的水电解质的离子分布时，纳米限域区域内总电荷的电中性通常被先验假定，但缺乏直接实验验证。此处，我们使用定量核磁共振方法研究限制在类石墨纳米多孔碳中的水电解质的特性。观察到纳米限域区域内显著的电中性破缺，以及阳离子和阴离子对限域表面充电的非常不对称的响应。电中性破缺被证明强烈依赖于阴离子趋向水-碳界面的倾向，并且这种离子特异性响应大体遵循Hofmeister序列的阴离子排序。实验观测进一步得到使用广义Poisson-Boltzmann方程进行数值评估的支持。