同济大学许维教授课题组利用表面限域水实现卤化钠盐溶解的Langmuir−Hinshelwood过程

近日，同济大学材料学院许维教授（点击查看介绍）课题组在ACS Nano 上发表了论文，揭示了表面限域水溶解卤化钠盐（NaCl、NaBr、NaI）的Langmuir−Hinshelwood过程。

水和盐都是人们最为熟悉的物质，盐类的溶解在生物体和自然环境中无处不在。从微观尺度来讲，水与盐的相互作用是一个非常复杂的过程，一直以来被广泛关注。作为典型的盐溶解过程，NaCl溶解同时伴随着水合钠离子与水合氯离子形成的过程，近年来被引入表面科学领域进行实空间的实验观测和研究。发生在气固界面的反应根据经典的反应机理可分为两类，Eley−Rideal (ER) 过程和Langmuir−Hinshelwood (LH) 过程，ER过程指吸附物与气相分子直接发生反应的过程，LH过程指吸附物之间发生反应的过程。为了揭示表面上盐溶解的机制机理，本文在超高真空环境中引入水，分别模拟了在Au（111）表面上生长的NaCl薄膜溶解的ER过程和LH过程。其中，结合该课题组之前对有机分子和水的研究（Chem. Commun., 2018, 54, 771），作者通过向表面引入有机分子腺嘌呤（Adenine），借助其在表面储存水和输运水的能力，在室温及以上的温度范围内，巧妙地将水分子限域在表面，实现了对这一温度范围内NaCl溶解LH过程的微观研究。通过高分辨扫描隧道显微镜（STM）结合密度泛函理论计算（DFT），证实了NaCl在Au（111）表面上通过LH过程发生溶解，该过程中选择性地形成了稳定的水合氯离子并从表面脱附。相同的研究方法也被引入到NaBr和NaI体系，进一步证明了这一结论的普适性。

该研究利用表面科学方法建立盐溶解相关模型体系，对进一步从微观尺度理解盐溶解和离子水合相关过程有着重要的科学意义。

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Dissolution of sodium halides by confined water on Au(111) via Langmuir-Hinshelwood process

Yuanqi Ding, Xinyi Wang, Donglin Li, Lei Xie, Wei Xu

ACS Nano, 2019, 13, 6025-6032, DOI: 10.1021/acsnano.9b02259

许维教授课题组简介

许维，同济大学教授，博士生导师，上海特聘专家，国家优秀青年科学基金获得者。现为丹麦奥胡斯大学交叉学科纳米中心客座教授，同济-奥胡斯联合研究中心常务副主任。主要从事利用超高真空扫描隧道显微镜（UHV-STM）高分辨成像及单分子操纵技术并结合密度泛函理论（DFT）计算研究固体表面相关的物理化学课题。在表面分子自组装、表面原位化学反应、单分子操纵等相关方面进行了系统和深入的探索，取得了多项创新性成果。自2006年已在本领域知名权威杂志上发表相关学术论文70余篇包括Science, JACS, Angew. Chem. Int. Ed., ACS Nano, Adv. Mater. 等影响因子大于10的20余篇。

许维

https://www.x-mol.com/university/faculty/17071

课题组主页

https://xuweilab.tongji.edu.cn/