高麗大學Minhaeng Cho、威斯康星大學麥迪遜分校Martin T. Zanni報道了水與腈功能化和等離子體電極表面的氫鍵動力學,其可作為施加電壓的函數。
本文要點:
1) 表面增強二維紅外光譜顯示出相似比例的氫鍵和非氫鍵腈特征,以及兩者之間的交叉峰。同位素稀釋實驗表明,交叉峰主要由氫鍵和非氫鍵腈之間的化學交換引起。化學交換速率取決于電壓,與負電壓相比,在正電壓下,水與腈的氫鍵斷裂慢2到3倍。
2) 氫鍵波動產生的光譜擴散發生在~1ps的時間尺度上,并且具有電壓依賴性。分子動力學模擬的時間尺度與實驗測量一致,并表明負電壓會導致水的凈位移很小。因此,施加在電極上的電壓可以改變其界面處溶劑運動的時間尺度,這對電化學驅動的反應具有重要意義。
Matthew J. Ryan et.al The hydrogen-bonding dynamics of water to a nitrile-functionalized electrode is modulated by voltage according to ultrafast 2D IR spectroscopy PNAS 2023
DOI: 10.1073/pnas.2314998120
https://doi.org/10.1073/pnas.2314998120