纳米气泡电化学研究进展  

Recent progress in gas nanobubble electrochemistry

作　　者：刘玉龙 金诚 刘欲文[2] 陈前进 Yulong Liu;Cheng Jin;Yuwen Liu;Qianjin Chen(College of Chemistry,Chemical Engineering and Biotechnology,Donghua University,Shanghai 201620,China;College of Chemistry and Molecular Sciences,Wuhan University,Wuhan 430072,China)

机构地区：[1]东华大学化学化工与生物工程学院,上海201620 [2]武汉大学化学与分子科学学院,武汉430072

出　　处：《中国科学：化学》2021年第3期310-322,共13页SCIENTIA SINICA Chimica

基　　金：国家自然科学基金资助项目(编号:21804018,21773175);上海市自然科学基金(编号:19ZR1470800);厦门大学固体表面物理化学国家重点实验室开放基金(编号:201906);中央高校基本科研业务费专项资金资助。

摘　　要：纳米气泡广泛存在于许多自然现象和工业生产过程,其自身具有独特的物理化学性质.由于涉及气体反应的纳米电催化及能源转化技术的迅速发展,有关纳米气泡的电化学研究越来越受研究者的关注.针对电极界面纳米气泡的研究不仅有助于实现对气泡行为的调控,指导催化剂电极界面的合理设计以提高电催化效率,也可以从科学上去了解纳米催化剂本征电催化机制与特性,同时还能加深对相变成核这一基本物理化学现象的理解.本文重点综述了电极界面上微纳气泡的电化学研究方法和进展,介绍了基于纳米圆盘电极和电化学池显微镜的单个纳米气泡电化学研究方法,并分析了界面纳米气泡的动态稳定性机制.我们还概括了近年来光学显微术用于电化学产生的微纳气泡的成像研究.最后我们讨论了本领域的主要挑战并展望了未来的发展趋势.Bubbles are ubiquitous in many natural phenomena and industry processes,particularly in the water electrolysis.Due to the development of gas evolving electrocatalysis and energy conversion technology,a deep understanding of gas bubble behaviors at the electrode surface is highly desirable.This review summarizes the recent methodology and process for the study of gas nanobubbles at the electrode surface.We first introduce the electrochemical measurement of gas bubbles using disk nanoelectrodes and scanning electrochemical cell microscopy,and analyze the dynamic equilibrium for their stability.We then discuss the visualization of gas bubble behaviors from electrogeneration using scanning electrochemical microscopy and optical microscopy.Finally,the main challenges and future research concerning are proposed.

关 键 词：纳米电化学 纳米气泡 气泡成核 扫描电化学池显微镜 电化学成像 

分 类 号：O646[理学—物理化学] TB383.1[理学—化学]