水相中羟甲基自由基向金属表面电荷转移的计算研究揭示纳米粒子带电新机制

来自国际团队的研究人员通过计算模拟探究了羟甲基自由基在Ag、Au、Pt(111)表面的电荷转移机制，发现该高pKa(10.7)自由基在金属表面发生超快去质子化，生成甲醛并引发纳米粒子带电，为理解水相中自由基-金属界面反应提供了关键理论依据。

　　

计算研究表明，羟甲基自由基（hydroxymethyl radicals）这类高反应活性物种在水相金属表面展现出独特的电荷转移行为。该自由基具有高达10.7的pK_a值，却在银（Ag）、金（Au）和铂（Pt）的(111)晶面上发生比均相介质更快的去质子化（deprotonation）反应。在Ag和Au表面，去质子化过程遵循亨莱因（Henglein）机制，同步生成甲醛（formaldehyde）并导致纳米粒子（NPs）带电。而在Pt(111)表面仅观察到自由基向表面的部分电荷转移。这些计算结果与已有实验数据高度吻合，揭示了金属界面特性对自由基反应路径的调控作用。