基于纳米粒子的催化剂由大量单个粒子组成，这些粒子在尺寸、形状和表面结构方面表现出相当大的变化。评估Co₃O₄纳米立方体对析氧反应（OER）的固有电催化活性对反应机理的理解十分重要。单实体电化学(SEE)用于将电化学系统的内在参数分解为单个电活性位点。然而，由于将单个纳米颗粒放置在碳纳米电极(CNE)表面上的挑战，该方法在可能的测量数量方面受到限制。

有鉴于此，波鸿鲁尔大学的Wolfgang Schuhmann等人，用单实体电化学方法评价了Co₃O₄纳米立方体对析氧反应(OER)的固有电催化活性，获得了对单个Co₃O₄纳米立方体的内在结构-活性相关性的独特见解。

本文要点

1）采用扫描电化学电池显微镜(SECCM)提供了覆盖一个Co₃O₄纳米立方体的多个单独测量区域的电催化OER活性的数据。并且能够在足够的统计再现度下评估相对较多的单个颗粒。

2）用相同的Co₃O₄纳米立方体进行的单粒子纳米电极测量，不仅提供了在电流密度高达5.5 A∙cm^-2的强碱性条件下的加速应力测试，而且对于单个立方纳米颗粒的表面Co原子，可以在1.92 V （vs. RHE）下，得出高达2.8 x 10 4 s^-1的TOF值。

3）电流密度与相同位置的透射电子显微镜相结合可以监测电催化过程中的结构变化，特别是氧（氢氧化物）表面层的形成。

总之，该工作为阐明具有明确表面结构的单个电催化剂纳米粒子的构效关系提供了新的思路。

参考文献：

Thomas Quast et al. Single Particle Nanoelectrochemistry Reveals the Catalytic Oxygen Evolution Reaction Activity of Co₃O₄ Nanocubes. Angew., 2021.

DOI: 10.1002/anie.202109201

https://doi.org/10.1002/anie.202109201