超分辨電化學(xué)顯微鏡（SRECM）是用于高時空分辨率化學(xué)反應(yīng)測量的技術(shù)，能提供微觀化學(xué)信息如反應(yīng)動力學(xué)和速率，并建立精準(zhǔn)構(gòu)效關(guān)系。本文介紹了SRECM的核心技術(shù)和系統(tǒng)組成，包括測量控制單元、屏蔽防震單元、操作觀測單元、理化實驗單元和探針制備單元，并列舉了其在催化、材料、環(huán)境等領(lǐng)域的重要應(yīng)用案例。該技術(shù)通過聯(lián)用電化學(xué)顯微鏡和工作站，支持多種電化學(xué)測試方法，為催化劑和材料的設(shè)計優(yōu)化提供重要工具。

一、超分辨電化學(xué)顯微鏡的關(guān)鍵作用

當(dāng)前，超高時間&空間分辨率的化學(xué)反應(yīng)測量已經(jīng)成為能源、材料、催化、環(huán)境與生命科學(xué)等眾多領(lǐng)域的關(guān)注焦點。這些被測量的化學(xué)反應(yīng)一般發(fā)生在界面上，但有些發(fā)生在材料體相以及溶液中。超分辨電化學(xué)顯微鏡（SRECM）技術(shù)對物理高分辨表征技術(shù)（微觀物理信息—結(jié)構(gòu)&成分）實現(xiàn)了的有益補充（微觀化學(xué)信息—反應(yīng)動力學(xué)&速率)，建立了之前難以獲得的精準(zhǔn)構(gòu)效關(guān)系。

以掃描電化學(xué)液池顯微鏡（SECCM）技術(shù)為例，它能夠直接繪制二維材料、表面缺陷及晶界等不同位置的催化活性差異（參見Nature, 2023, 620, 782；Nature, 2021, 593, 67；Science, 2017, 358, 1187；Nat. Mater., 2021, 20, 1000等）。同樣，掃描電化學(xué)顯微鏡（SECM）技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)催化反應(yīng)中間體、動力學(xué)速率以及催化劑活性位點密度的定量測量（參見Nat. Catal., 2021, 4, 654；Nat. Catal., 2021, 4, 615等）。（見第六部分—超分辨電化學(xué)顯微鏡應(yīng)用案例）

這些的SRECM技術(shù)為我們提供了在微觀尺度上理解化學(xué)反應(yīng)的窗口，同時也為精確設(shè)計和優(yōu)化催化劑、材料以及理解反應(yīng)動力學(xué)機制提供了有力工具。

二、系統(tǒng)組成

  以超分辨電化學(xué)顯微鏡為核心，通過一站式完整解決方案&自主研發(fā)產(chǎn)品，實現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)的高分辨測量（也稱化學(xué)高分辨）。包含以下五個單元：測量&控制單元、屏蔽&防震單元、操作&觀測單元、理化實驗單元、探針制備單元。

三、六大主力型號

型號MT-SRECM600——超分辨電化學(xué)顯微鏡與共聚焦拉曼顯微鏡聯(lián)用

四、電化學(xué)顯微鏡技術(shù)

SRECM技術(shù)		支持（√）選配（●）
基于電化學(xué)工作站 （雙通道）	循環(huán)伏安（CV）	√
	線性掃描伏安（LSV）	√
	電流-時間曲線（i-t）	√
	多電位階躍（ESTEP）	√
	開路電位-時間曲線（OCPT）	√
	iR降補償	√
	探針漸進（PAC）	√
	探針漸遠（PWC）	√
	跳躍成像	√
	跳躍成像+局部CV	√
	跳躍成像+局部LSV	√
	跳躍成像+局部i-t	√
	跳躍成像+局部ESTEP	√
	跳躍成像+局部多參數(shù)（電位-阻抗-電容）測量	●
	表面探尋掃描電化學(xué)顯微鏡（SI-SECM）	√
	恒高度成像	√
	恒電流成像	√
基于膜片鉗放大器 （單通道）	循環(huán)伏安（CV）	√
	線性掃描伏安（LSV）	√
	電流-時間曲線（i-t）	√
	多電位階躍（ESTEP）	√
	探針漸進（PAC）	√
	探針漸遠（PWC）	√
	跳躍成像	√
	跳躍成像+局部CV	√
	跳躍成像+局部LSV	√
	跳躍成像+局部i-t	√
	跳躍成像+局部ESTEP	√
	恒高度成像	√
	恒電流成像	√

五、電化學(xué)工作站技術(shù)

六、超分辨電化學(xué)顯微鏡應(yīng)用案例

七、代表作

• Accelerating the Discovery of Efficient High-Entropy Alloy Electrocatalysts: High-Throughput Experimentation and Data-Driven Strategies, Nano Lett.  2024, 24, 11632..

• Modulating the Surface Concentration and Lifetime of Active Hydrogen in Cu-Based Layered Double Hydroxides for Electrocatalytic Nitrate Reduction to Ammonia, ACS Catel. 2024, 14, 12042.

• Accelerating the Discovery of Oxygen Reduction Electrocatalysts: High‐Throughput Screening of Element Combinations in Pt‐Based High‐Entropy Alloys, Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63, e202407116.
  

• Benchmarking the Intrinsic Activity of Transition Metal Oxides for the Oxygen Evolution Reaction with Advanced Nanoelectrodes, Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63, e202404663(hot paper).

• Thermally Enhanced Relay Electrocatalysis of Nitrate-to-Ammonia Reduction over Single-Atom-Alloy Oxides, J. Am. Chem.  Soc. 2024, 146, 7779.

• Electrochemical Visualization of an Ion-Selective Membrane Using a Carbon Nanoelectrode, ACS Sens. 2023, 8, 2713.

• Nanoscale electrochemical approaches to probing single atom electrocatalysts, Curr Opin Electroche. 2023, 39, 101299.

• Combination of Rapid Intrinsic Activity Measurements and Machine Learning as a Screening Approach for Multicomponent Electrocatalysts, Acs Appl. Mater. Inter. 2023, 15, 42532.

• The Microstructure-Activity Relationship of Metal-Organic Framework-Based Electrocatalysts for the 0xygen Evolution Reaction at the Single-Particle Level, Acs Mater Lett. 2023, 5, 1902.

• Precise Polishing and Electrochemical Applications of Quartz Manopipette-Based Carbon Nanoelectrodes, Anal Chem. 2022, 94, 14092.

• Nitrogen-skinned carbon nanocone enables non-dynamic electrochemistry of individual metal particles, Sci China Chem. 2022, 65, 2031.