三 现场谱学电化学的进展

随着电化学应用体系的扩大和研究的深入，有关理论的完善和现代科学技术的进步，现场谱学电化学的进展可概括如下：

  1. 建立快速时间分辨电化学现场光谱，实现对电化学过程中的 短寿命中间态、激发态等的检测 以自扫描光敏二极管列阵（SPDA） 或电耦合器件（CCD）为探测器的光学多道分析仪（OMA），在记录暂态光谱方面可达到纳秒级（ns）的时间分辨，将 OMA 作为现场紫外可见反射或拉曼光谱的检测器，可大大加快录谱时间。对于现场傅里叶变换红外光谱来说可利用快速扫描功能（Rapid Scan），或时间序列触发同步检测、步进扫描等方式实现快速时间分辨测量。由于固-液界面双电层充电等因素的限制，实际已达到的时间分辨为 1ms。

  2. 提高检测灵敏度和空间分辨率 提高光学器件响应灵敏度等来

提高表面吸附物的检测极限是重要的任务之一。使用激光（拉曼、红外） 光源和显微装置，使研究的对象局限于尽可能小的范围，以期获得对表面反应位与吸附态相互作用的认识。显然，使用明确表面原子排列结构的单晶电极进行研究，可显著提高光谱电化学的空间分辨率。最近几年电化学现场扫描探针显微技术的飞速发展，获得了电化学表面的原子分辨上的信息。

  1. 完善和开创新的现场谱学方法，扩大研究和应用领域 固-液界面电化学研究和应用是当前一个非常活跃的领域，它不断对电化学家提出更高的要求，利用现代各种科学技术的进步开拓研究的深度和广度一直是一项紧迫的任务。近年来，利用电子回旋加速器提供的高强度 X 射线，电化学现场 EXAFS 可给出单晶电极表面吸附原子的成键、相邻配位数等信息，为进一步认识表面反应位或活性位的本质提供了新的数据。利用激光作光源检测电极表面二次谐波的产生（SHG）可获得电化学条件下表面原子排列结构重建、表面吸附分子取向等数据。石英微天平也已被应用于现场研究表面成膜和金属离子的欠电位沉积过程。在拉曼信号检测中，将电极电位在两个数值下迅速改变以获得电位平均表面增强拉曼散射信号（PASERS），为应用拉曼光谱研究表面竞争共吸附或快速过程提供了一条新的途径。此外，将 SERS 研究扩大到除铜、银、金以外的金属，使用光纤对一些腐蚀或危险体系实现远距离现场光谱研究等等，都将推动谱学电化学的深入发展。

  2. 多种现场谱学方法联用，深入研究电化学过程 上述每一种现场谱学电化学方法都从某些侧面提供了固-液界面分子水平上的信息，如将两种或几种不同的方法联合研究某一电化学过程，必将获得更深入和全面的认识。已有文献报道联用现场 SERS 和 FTIRS 研究银电极上 UPD Pt 与 CO 的共吸附，现场 FTIRS 与椭圆光谱研究聚吡咯在铂电极上氧化及成膜情况，现场 STM 与 FTIRS 研究碱性溶液中金电极上过氧化物的还原情况，现场 FTIRS、SERS 和量子化学理论分析研究银电极表面无机离子

（CN-，SCN-）的吸附，以及运用现场 FTIRS 和非现场电子能谱（LEED，

AUGER）研究钯单晶（100）上电解质离子HSO- 、ClO - 的吸附，等等。

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固-液界面谱学电化学作为一门新兴的边缘学科，随着现代科学技术的发展，已经走向成熟，显示出强大的生命力。从本文所述一些精选的研究应用情况可以看到，谱学电化学正在推动电化学科学实现从宏观平均到微观和分子水平，从唯象到理论的突跃。谱学电化学还促进了其他相关学科，如光谱学，表面科学等的发展，不仅丰富了这些学科的研究内容和实验方法，对理论的完善也作出了重要的贡献。