用于碱性扫描电化学显微镜的稳定且抗污染的Ag/Ag2O微参比电极

《Analytical Chemistry》：Stable and Contamination-Resistant Ag/Ag2O Micro-Reference Electrode for Alkaline Scanning Electrochemical Cell Microscopy

微型参比电极在碱性电解质中的稳定性研究及其在单颗粒催化分析中的应用。采用扫描电化学细胞显微镜（SECCM）平台，揭示了传统微Ag/AgCl和微Ag/Ag?O电极在碱性介质中的污染机制，通过Nafion涂层和聚丙烯管封装制备新型保护型微Ag/Ag?O电极，实现<0.2 mV/h的电位漂移和>3 h的抗污染性能，并成功应用于β-Co(OH)?微片Fe掺杂的催化氧析出单颗粒分析，定量揭示了面依赖性掺杂行为与催化活性提升的关系。

　　

具有长期稳定性和抗污染能力的可靠参比电极（REs）对于精确的电化学测量至关重要。随着电化学系统的持续微型化，对能够与受限电化学电池兼容的微型参比电极的需求日益增长。然而，制造出在碱性介质中表现出最小电位漂移并避免电解质污染的微型参比电极仍然具有挑战性。在这里，我们利用扫描电化学电池显微镜（SECCM）作为模型平台，系统研究了传统微型Ag/AgCl和微型Ag/Ag₂O参比电极在碱性电解质中的失效机制，发现Ag(OH)₂^–污染的干扰以及由Ag₂O剥落引起的加速污染现象。为了克服这些限制，我们通过Nafion涂层和聚丙烯管封装技术制备了受保护的微型Ag/Ag₂O参比电极。这些参比电极在碱性SECCM测量中表现出优异的电位稳定性（<0.2 mV/h的漂移）和抗污染能力（>3小时）。我们进一步通过研究Fe掺入对β-Co(OH)₂微片的影响来验证其实用性，从单粒子水平定量揭示了Fe掺杂行为及其对电催化氧释放活性的增强作用。这项工作为碱性环境中的稳定且抗污染的微型参比电极平台奠定了基础，使得在采用微型电化学系统的先进原位表征技术中进行可靠电化学测量成为可能。