用于实时定量测定电化学二氧化碳还原反应产物的选离子流管质谱法（SIFT-MS）

《Analytical Chemistry》：Selected-Ion Flow-Tube Mass Spectrometry (SIFT-MS) for Real-Time Quantitative Measurement of Electrochemical Carbon Dioxide Reduction Reaction Products

本研究采用SIFT-MS技术实现CO?电催化还原（CO?R）产物实时定量分析，突破传统间歇采样方法的局限，可同步监测气液相产物浓度，为催化剂优化提供关键工具。

　　

电化学CO₂还原反应（CO₂R）可生成燃料和化学品，这是减少温室气体排放、实现二氧化碳净零排放以应对气候变化的一条有前景的途径。目前，分析和量化CO₂R催化产物所需的方法仅支持间歇性的非实时采样，例如气相色谱（GC）和核磁共振（NMR）。能够对CO₂R反应产生的产物进行实时分析是非常重要的，但迄今为止开发出的具备这一功能的分析技术仍然很少。在本研究中，我们展示了使用选择离子流管质谱法（SIFT-MS）实时定量测量通过CO₂R反应生成的十种不同的C₁和C₂₊产物。这种定制开发的SIFT-MS技术能够同时测量气相和液相产物的浓度，并且适用于任何类型的电解槽。通过对比铜箔的实验结果以及现有文献和传统的产物定量方法，我们证明了SIFT-MS技术能够可靠且准确地实现实时产物浓度测定。鉴于目前用于CO₂R实时定量分析的技术种类有限，这项关于SIFT-MS的研究为未来加速和优化电化学CO₂R应用中的催化剂设计提供了关键工具。