石墨烯-MXene异质结构界面限域水中质子的动力学
化学物理
2022-01-12 v1 材料科学
摘要
二维材料的异质结构为研究离子传输和电荷存储提供了肥沃的土壤。此处我们采用第一性原理分子动力学考察限域于石墨烯-Ti3C2O2异质结构中的水层中的质子转移/扩散与氧化还原行为。我们发现，与限域于Ti3C2O2层间相似界面的水相比，石墨烯-Ti3C2O2不同界面的质子氧化还原速率要高得多，这归因于后者非常不同的界面结构以及由电子转移诱导的界面电场。石墨烯-Ti3C2O2异质结构不同界面中的水分子形成更致密的氢键网络且水分子具有择优取向，导致石墨烯-Ti3C2O2界面中质子迁移率随质子浓度增加而上升。当质子浓度进一步增加时，质子迁移率下降，这是由于愈发频繁的表面氧化还原事件因与表面O原子结合而减慢了质子迁移率。我们的工作为不同界面及其相关的界面结构与性质如何影响限域空间中的质子转移和氧化还原提供了重要见解。
引用
@article{arxiv.2112.00689,
title = {Proton dynamics in water confined at the interface of the graphene-MXene heterostructure},
author = {Lihua Xu and De-en Jiang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.00689},
year = {2022}
}
备注
The article has been accepted by Journal of Chemical Physics