电场作用下水表面电势的分子动力学研究

摘要：

水表面电势在诸多电化学过程与反应中扮演关键角色,然而实验上直接测量却极具挑战.本论文提出一套基于平衡态恒定电势分子动力学的模拟-分析-计算方法,可实现通过保持恒定电势且伴随电荷涨落的电极板将电场作用于附近的水表面,并以平均探针电势计算方法精确测量空间电势分布.凭借此套方法,首次计算了不同电极电势下水表面区域的空间电势分布函数,并测得了鲜有报道的水表面电势随外电场的变化关系.发现了阴极附近水的表面电势随外电场增强而降低而阳极附近水的表面电势随外电场增强而增大的非对称性.同时计算了平衡态水表面分子数密度和偶极矩极化密度分布函数,展示出逐渐增强的外电场能够强烈改变水表面区域的极化行为也能够使液体水整体微弱的极化.论文最后提出水表面电势随电场变化的非对称性源自水表面极化行为的非对称性以及液体区域的整体极化.

关键词：水、分子动力学、恒定电势法、液-汽界面、平均探针电势计算法

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资助基金：项目受国家自然科学基金.11504110,11874147;上海市科委科技项目18DZ1112700;中央高校基本科研业务费专项资金资助和华东师范大学公共创新服务平台001

在线出版日期：2019-12-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1045-1053