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自雅罗斯拉夫⸱海洛夫斯基建立极谱法以来，经过70多年的发展，人们现在可以利用多种成熟的电化学分析方法对物质进行定性、定量分析以及进行电化学{attr}3139{/attr}动力学测量。然而，针对电催化剂催化活性评估而言，基于经典电化学的表征方式存在如下的问题：其一是不同催化剂颗粒间存在活性的差异，由于平均效应的存在，传统的电化学测量只能得到系综平均值而无法准确得到不同粒子之间的活性差异。其二是催化剂的聚集体往往产生与孤立的颗粒不同的催化性质，由于传统的电催化表征方式缺少空间上的分辨能力，无法获得催化位点反应活性的相关动力学信息。因此针对现有的电催化剂表征存在的问题，需要发展能够原位具有空间分辨能力的电化学测量方法。
图1. 金纳米片上的电催化活性位点及动力学成像。 电化学发光作为一种近零背景的测量技术被广泛应用于生物定量与化学分析中。浙江大学冯建东团队通过时空隔离的策略实现了对经典的联吡啶钌-三丙胺电化学发光体系的单分子反应信号的探测，并在此基础上首次实现了超分辨电化学发光成像（Nature, 2021, 596, 244-249）。近日，该团队将该技术应用于对金纳米片的电化学反应活性位点的成像，实现了37 nm的空间分辨率。作者测量了单分子事件的频率（TOF）与电压的关系，并将电化学中的经典动力学模Butler-Volmer方程（B-V方程）推广应用到了单分子水平。发现在0.9 V – 1.10 V 范围内该反应处于动力学控制。通过对B-V方程的拟合，得到了不同位置相对于ITO电极的反应动力学常数的差异，以及不同位置上反应的平衡电势的差异。时序高分辨测量进一步表明，发光位点同金片结构演化密切相关。 该方法提供了在单分子水平上对电催化剂的活性位点的原位成像策略，有助于设计和评估催化剂。但值得指出的是目前该方法提供的活性是针对电化学发光体系而言的，如何解决实际的催化体系的成像问题将是未来面临的挑战！ 论文信息： Operando Imaging of Chemical Activity on Gold Plates with Single-Molecule Electrochemiluminescence Microscopy Jinrun Dong,Yang Xu,Ziqing Zhang,Prof. Jiandong Feng 文章第一作者是浙江大学化学系博士生董金润，通讯作者是冯建东研究员。 Angewandte Chemie International Edition
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