探針式原位微分電化學池

微分電化學質譜儀（Differential Electrochemical Mass Spectrometry，簡稱DEMS）是一種原位電化學方法，通過檢測揮發性產物，可以獲得界面的定性、定量信息，成為研究電化學反應機理*的重要工具之一。DEMS系統將電化學反應裝置與質譜儀連用，由電化學反應產生的揮發性產物從疏水透氣的膜接口進入質譜儀的真空系統管路中，通過質譜儀獲得不同質荷比離子的電流隨時間的變化。在電化學反應機理研究中，循環伏安法（CV）是一種較為常用的電化學手段，從獲得的CV圖形中可以獲得豐富的電化學信息，因此，CV被頻繁地用于DEMS研究中。利用DEMS進行電化學研究時，由質譜儀檢測 CV 掃面過程中所生成的揮發性產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），為電催化反應機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質譜儀原理圖

結構組成：質譜采樣探針和玻璃電化學池組成。

工作原理：質譜采樣探針正對著玻璃電化學池中的工作電極，工作電極上產生的產物經由探針端部濾膜進入到質譜儀從而被檢測到。配置視頻顯微鏡精確調節采樣探針與工作電極之間的距離。

性能優點:

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. 可與表面增強紅外聯用實現多聯用  

應用案例：

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

圖3：Simultaneouslyrecordedcyclic voltammogram (CV) (a) massspectrometric CV (MSCV) for m/z = 91 (b)MSCVform/z = 58 

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

 (d)ACSCatal.2019, 9, 4699?4705