題目：Pathways for Electron Transfer at MgO–Water Interfaces from Ab Initio Molecular Dynamics
作者：Zhutian Ding、Zachary K. Goldsmith和Annabella Selloni*
金屬氧化物–水界面上的電子轉移是催化方面的重要問題，了解電子轉移的詳細機制和電子轉移與氫氣生成之間的關系具有極為重要的意義。本文利用基于雜化密度泛函理論的分子動力學并結合Marcus電子轉移理論（有時間寫寫關于Marcus電子轉移理論的內容），研究了金屬氧化物–水界面處的電子行為。模擬結果顯示，氧化鎂中摻鋁引入的多余電子將會被局域在一個帶隙中間的缺陷態上，這個缺陷態的能量和形狀與電子水合物中的電子態差不多。我們觀察到兩種副產品均與這個多余電子有關：一個是界面上的局域電子，另一個是液體中的氫自由基。
從能量的角度看，電子更趨向于形成氫自由基，此時反應的能量會降到最低。但轉變為界面局域電子的的勢壘更低。計算得到的兩個反應方向活化勢壘的能量差與實驗觀察到的結果一致，即水合電子才是水受光激發生產氫氣的主要物質，而不是氫自由基。這些結果為MgO光解水的低效率提供了解釋。
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c13250
圖1.? (a)Al摻雜MgO(001)界面及其真空層；(b)垂直于界面方向的勢能；(c)Al摻雜MgO-水界面示意圖；(d)界面上MgO和水的態密度。
圖2.?初始時刻(a)和終止時刻(c)界面上多余電子活動的路徑，(b)和(d)為相應的態密度
圖3.?初始時刻(a)和終止時刻(c)界面上氫自由基活動的路徑，(b)和(d)為相應的態密度
圖4.?電子從MgO轉移為界面上局域電子或氫自由基的路徑。
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