Chem. Rev. :电化学质子耦合电荷转移过程的理论模型

北2北

2022-03-02

    质子耦合的电子转移（PCET）在广泛的电催化过程中起着重要作用。在过去的几十年里，科研人员们为了研究电化学PCET已经发展了大量的理论和计算方法。近日，美国耶鲁大学的Sharon Hammes-Schiffer等对该领域相关理论模型及其发展状况进行了总结概括。

文章要点

1）本综述的第一部分重点介绍了用于研究电化学PCET热力学的计算方法。对于均相电化学PCET来说已经有很成熟的分子电催化剂的氧化还原电位和pKa值的方法，这就是通常使用的密度泛函理论（DFT）。而对于非均相电化学PCET来说，周期性DFT方法也已被开发用于计算质子耦合氧化还原电位或从表面去除氢原子的键解离自由能。

2）由于PCET反应通常涉及到带电物种，因此它们会受到电极-溶液界面的静电势和电场的强烈影响。因此，本文对用于模拟双电层（EDL）的计算方法进行了概括总结。

3）本综述还集中讨论了用于均匀电化学PCET的理论公式，这些公式从量子力学的角度对电化学过程中的质子转移过程进行了定性定量的描述。

参考文献

Robert E. Warburton et al, Theoretical Modeling of Electrochemical Proton-Coupled Electron Transfer, Chemical Review, 2022

DOI: 10.1021/acs.chemrev.1c00929

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemrev.1c00929