氧还原反应（ORR）是能源和生命过程中最重要的反应之一。通常，ORR涉及两条途径：将O2还原为H2O的四电子过程或产生H2O2的两电子过程。对于4e过程，它包括2+2还原路线，该路线从2e还原开始以生成H2O2。因此，了解2e途径的动力学对于提高ORR效率很重要。近日，中科院长春应化所Weilin Xu，韩国基础科学研究所（IBS）Taeghwan Hyeon等通过将单分子荧光显微镜与传统的电化学方法相结合，研究了单Fe3O4纳米颗粒上的两电子（2e）途径ORR的电催化动力学。
本文要点：
1）作者首次揭示了2e ORR在单个Fe3O4 纳米颗粒上的详细催化动力学，包括在单个Fe3O4 纳米颗粒上电子传递系数和2e ORR过程的标准速率常数的测量以及定量分析它们的关系。
2）此外，作者还研究了2e ORR过程中单个Fe3O4纳米粒子的性能稳定性。
该工作加深了我们对单分子和单粒子水平的电催化ORR过程（尤其是2e途径）的理解，对用于能源设备中的ORR功能材料的设计具有重要的指导作用。
Yi Xiao, et al. Revealing Kinetics of Two-Electron Oxygen Reduction Reaction at Single-molecule Level. J. Am. Chem. Soc., 2020
DOI: 10.1021/jacs.0c06020
