原位微分電化學(xué)質(zhì)譜儀（Differential Electrochemical Mass Spectrometry，簡(jiǎn)稱DEMS）是一種原位電化學(xué)方法，通過(guò)檢測(cè)揮發(fā)性產(chǎn)物，可以獲得界面的定性、定量信息，成為研究電化學(xué)反應(yīng)機(jī)理不可或缺的重要工具之一。DEMS系統(tǒng)將電化學(xué)反應(yīng)裝置與質(zhì)譜儀連用，由電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的揮發(fā)性產(chǎn)物從疏水透氣的膜接口進(jìn)入質(zhì)譜儀的真空系統(tǒng)管路中，通過(guò)質(zhì)譜儀獲得不同質(zhì)荷比離子的電流隨時(shí)間的變化。在電化學(xué)反應(yīng)機(jī)理研究中，循環(huán)伏安法（CV）是一種較為常用的電化學(xué)手段，從獲得的CV圖形中可以獲得豐富的電化學(xué)信息，因此，CV被頻繁地用于DEMS研究中。利用DEMS進(jìn)行電化學(xué)研究時(shí)，由質(zhì)譜儀檢測(cè) CV 掃面過(guò)程中所生成的揮發(fā)性產(chǎn)物的離子電流信號(hào)隨時(shí)間的變化，再通過(guò)時(shí)間軸向電勢(shì)軸的變換即獲得離子電流隨電勢(shì)變化的圖形 （MSCV），為電催化反應(yīng)機(jī)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(xué)質(zhì)譜儀原理圖

結(jié)構(gòu)組成：質(zhì)譜采樣探針和玻璃電化學(xué)池組成。

工作原理：質(zhì)譜采樣探針正對(duì)著玻璃電化學(xué)池中的工作電極，工作電極上產(chǎn)生的產(chǎn)物經(jīng)由探針端部濾膜進(jìn)入到質(zhì)譜儀從而被檢測(cè)到。配置視頻顯微鏡精確調(diào)節(jié)采樣探針與工作電極之間的距離。

具體應(yīng)用如：

1. CO₂電催化還原氣相產(chǎn)物(CO,CH₄,C₂H₄,CH₃OH等)瞬時(shí)檢測(cè)，相對(duì)法拉第效率測(cè)定

2. 硝酸根電催化還原中NO,N₂O,NH₂OH,NH₃,N₂等中間產(chǎn)物或最終產(chǎn)物原位檢測(cè)

3. 電解水OER同位素標(biāo)記¹⁸O，LOM或AEM反應(yīng)機(jī)理確認(rèn)

4. 甲醇電氧化反應(yīng)中間產(chǎn)物或最終產(chǎn)物（HCHO，HCOOH，CO等）瞬時(shí)檢測(cè)及各產(chǎn)物電流效率計(jì)算

5. 氫同位素標(biāo)記，氫氣析出反應(yīng)（HER）機(jī)理解析

6. 碳材料穩(wěn)定性評(píng)估（高電位下CO，CO₂檢測(cè)）

7. 其他（光催化，光電催化，氧還原，氫氧化，氯氣析出，有機(jī)電合成等）

應(yīng)用案例：

1. 硝酸根電還原中間體檢測(cè)

Angew. Chem. Int. Ed. 10.1002/anie.201915992

2. 電解水OER同位素標(biāo)記¹⁸O，LOM或AEM反應(yīng)機(jī)理確認(rèn)

J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 17, 6482-6490

3. 甲醇電氧化反應(yīng)

Journal of Power Sources 509 (2021) 230397

4. 氫同位素標(biāo)記，氫氣析出反應(yīng)（HER）機(jī)理解析

Nature catalysis, 2022,5,66-73

5. CO₂電還原

ACS catal. 2019,9,1383-1388

部分客戶論文清單：

Nature Catalysis. 2022, 5, 66-73

Nature Catalysis. 2021, 4, 1012-1023

J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 6482-6490

J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 9444-9447

Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 5350-5354

Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 131, 4670-4674

Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 7297-7307

Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 22933-22939

Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 26177-26183

Angew. Chem. Int. Ed. 2022, e202204541

Joule. 2021, 5, 2164-2176

Nat. Commun. 2022, 13, 2191

Nat. Commun. 2021, 12, 2164

Adv. Mater. 2020, 32, 2002297

Adv. Energy Mater. 2020, 10, 2001289

Appl. Catal. B. 2021, 280, 119393

ACS Energy Letters. 2022, 7, 1187-1194

ACS Energy Letters. 2022, 7, 284-291

Chem. Eng.J. 2022, 435, 134969

Chem. Eng.J. 2022, 433, 133495

Environ. Sci. Technol. 2022, 56, 614-623

ACS Catal. 2021,11, 840-848

ACS Catal. 2019, 9, 4699-4705

Nano Energy. 2021, 86, 106088

NanoEnergy. 2019, 60, 43-51

ACS Catal. 2021, 11, 14032-14037

ACS Catal. 2020, 10, 3533-3540

ACS Appl. Mater. Interfaces. 2022, 14, 12257-12263

J. Mater. Chem. A. 2021, 9, 239-243

Cell Reports Physical Science. 2021, 2, 100378

J. Mater. Chem. A. 2021, 9, 9010-9017

Journal of Catalysis. 2021, 397, 128-136

Journal of Power Sources. 2021, 509, 230397

Science China Chemistry. 2020, 63, 1469-1476

Adv. Sustainable Syst. 2020, 4, 2000227

Science China Chemistry.2021, 64, 1493-1497

J. Colloid Interface Sci.  2022, 614, 405-414      

Angew. Chem. Int. Ed.  2022, 61, e20211563

Nat. Commun. 2022, 13, 2577  

J. Mater. Chem. A. 2022, 10, 6448–6453  

J. Mater. Chem. A. 2021, 9, 14741–14751

ACS Sustainable Chem. Eng. 2022, 10, 5958–5965

J. Mater. Chem. A. 2022, 10, 5430-5441

Appl. Catal. B.  2022, 301, 120829  

Adv. Mater. 2020, 2202523

Adv. Mater. 2020, 2202874

ACS Catal. 2022, 12, 14, 8658–8666

Energy Environ. Sci. 2022,15, 3912-3922

Adv. Mater. 2022, 2209307

Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202217071

ACS Nano. 2022, 16, 6, 9095–9104

Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202212341

J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 35, 16006–16011

Adv. Energy Mater. 2022, 12, 2103960   

Nature Energy. 7, 978–988 (2022)   

Energy Environ. Sci. 2022, 15, 4175

Nat. Commun. (2022) 13:7958