探針式原位微分電化學(xué)池

微分電化學(xué)質(zhì)譜儀（Differential Electrochemical Mass Spectrometry，簡稱DEMS）是一種原位電化學(xué)方法，通過檢測揮發(fā)性產(chǎn)物，可以獲得界面的定性、定量信息，成為研究電化學(xué)反應(yīng)機(jī)理的重要工具之一。DEMS系統(tǒng)將電化學(xué)反應(yīng)裝置與質(zhì)譜儀連用，由電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的揮發(fā)性產(chǎn)物從疏水透氣的膜接口進(jìn)入質(zhì)譜儀的真空系統(tǒng)管路中，通過質(zhì)譜儀獲得不同質(zhì)荷比離子的電流隨時間的變化。在電化學(xué)反應(yīng)機(jī)理研究中，循環(huán)伏安法（CV）是一種較為常用的電化學(xué)手段，從獲得的CV圖形中可以獲得豐富的電化學(xué)信息，因此，CV被頻繁地用于DEMS研究中。利用DEMS進(jìn)行電化學(xué)研究時，由質(zhì)譜儀檢測 CV 掃面過程中所生成的揮發(fā)性產(chǎn)物的離子電流信號隨時間的變化，再通過時間軸向電勢軸的變換即獲得離子電流隨電勢變化的圖形 （MSCV），為電催化反應(yīng)機(jī)理研究提供更全面更深入的信息。

圖1：探針式原位微分電化學(xué)質(zhì)譜儀原理圖

結(jié)構(gòu)組成：質(zhì)譜采樣探針和玻璃電化學(xué)池組成。

工作原理：質(zhì)譜采樣探針正對著玻璃電化學(xué)池中的工作電極，工作電極上產(chǎn)生的產(chǎn)物經(jīng)由探針端部濾膜進(jìn)入到質(zhì)譜儀從而被檢測到。配置視頻顯微鏡精確調(diào)節(jié)采樣探針與工作電極之間的距離。

性能優(yōu)點(diǎn):

1. 流動或靜止體系

2. 高收集效率，高靈敏度

3. 特別適用于單晶電極

4. 可與表面增強(qiáng)紅外聯(lián)用實(shí)現(xiàn)多聯(lián)用  

應(yīng)用案例：

圖2：Liquidphase conversion of ethanol using Rh/C catalyst. (b, c) liquid-phase product analysis using online DEMS. J. Am. Chem. Soc. 2019，DOI: 10.1021/jacs.8b13115

圖3：Simultaneouslyrecorded cyclic voltammogram (CV) (a) mass spectrometric CV (MSCV) for m/z = 91 (b)MSCVfor m/z = 58 

(c) on a carbon paper cathode in 0.1 M DMF + 0.1 M Bu4PBF4 at a scan rate of 5 mV/s, and proposed reaction mechanism

 (d)ACSCatal. 2019, 9, 4699?4705