设计制备具有低成本，高催化活性和稳定性的工程纳米材料一直是电催化永恒的课题。改变反应发生的最上层原子的电子结构可能是这一课题最有效的方法。然而，寻找一种能够在原子水平上精确调节表面原子而不引入强结合配体的技术仍然具有挑战性。欠电位沉积（UPD）是实现这一目的的主要方法，因为它能够在亚单层水平上控制外来金属原子的沉积，从而创建具有独特物理和化学性质的清洁表面。UPD策略已被广泛应用于形状和大小可控的纳米颗粒(NP)的湿法化学合成，或对NPs进行修饰，以创建新型催化剂。然而，这种做法本质上是经验主义的，因为即使经过几十年的研究，对UPD机制的清晰理解仍然局限于大块单晶。即使在原位透射电镜(TEM)和扫描探针显微镜(SPM)上，直接研究具有复杂形态、吸附物种和独特表面能的单个NPs的UPD过程仍然是一个巨大的挑战。

有鉴于此，厦门大学的任斌教授等人，开发了一种高度灵敏的电化学暗场散射（EC-DFS）装置，用于原位监测Ag在金纳米晶体（NCs）上的UPD过程。

本文要点

1）EC-DFS技术足够灵敏，可以识别由亚单层原子在电化学环境中沉积引起的微小光谱变化，可以直接观察电化学环境下沉积在单个NC的不同面上的单层原子。

2）更重要的是，从光谱变化中可以定性地重建了光学“CV”曲线，它不仅精确地给出了不同单个NC的UPD过程的电位和带宽，而且还显示了NC上不同切面的能量差。这在传统集成测量中无法获得，但对于理解和精确控制NC的UPD极为重要。

3）高灵敏度的EC-DFS技术为研究原子水平的表面化学提供了强有力的工具。如果该方法可以进一步与其他原位成像技术相结合，则可以以高通量方式表征NC的活性和结构。

总之，该工作为理解NCs上的UPD过程提供了新的方法和理解，并允许在单个NP水平上控制UPD过程，这对电催化的研究具有重要作用。

参考文献：

Hu, S., Yi, J., Zhang, Y. et al. Observing atomic layer electrodeposition on single nanocrystals surface by dark field spectroscopy. Nat. Commun., 11, 2518 (2020).

DOI: 10.1038/s41467-020-16405-3

https://doi.org/10.1038/s41467-020-16405-3