新加坡国立大学毛献文团队JACS：亚颗粒尺度原位成像揭示电催化中间体与阳离子效应

本研究由新加坡国立大学毛献文教授团队完成，背景在于传统电化学表征仅能获得整体平均信号，难以区分单个纳米颗粒内部不同区域（如角、边、基面）的真实反应差异，限制了电催化界面机理的理解。研究目的是发展一种亚颗粒尺度的原位成像方法，以实现电催化中间体生成与反应行为的实时可视化观测。通过将三电极微流控电化学池与单分子荧光成像平台结合，团队在外加电位和不同电解质条件下，直接记录单个金属纳米颗粒表面的反应事件，并构建空间反应速率图谱。结论表明：单个纳米颗粒内部存在显著的空间反应异质性，其中角区域活性最高；电解质阳离子对界面反应动力学有显著调控作用，活性顺序为Li⁺ > Na⁺ > K⁺ > Cs⁺；电解质浓度存在优化反应动力学的最佳窗口（约0.5 M NaCl）。该工作为理解真实电极界面反应过程提供了新工具，并为高效电催化材料和电解质体系的设计提供了参考。