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2025年的国自然更是基金本子质量与顶刊协同并重的时候，
如何准备并发表顶刊成为一项需要长期打磨的技能了。
这篇综述我们就采用慢节奏细读的方式，慢慢一起读，不着急
下面是本综述的框架
1,.引言 B
2.电化学双电层理论 D
2.1. 固液界面的电双层 D
2.1.1. 水溶液电解质 D
2.1.2. 离子液体 G
2.2. 固固界面的电双层 H3.分析电双层的电化学技术 I
3.1. 分析电双层微观结构的实验技术 I
3.1.1. 基于衍射/散射的技术 I
3.1.2. 基于光谱的技术 I
3.1.3. 扫描探针技术 J
3.2. 宏观量化电双层的实验技术 K
3.2.1. 循环伏安法（CV）和恒电流充放电法（GCD） K
3.2.2. 电化学阻抗谱法（EIS） K
3.2.3. CO置换法 L
3.2.4. 扫描电化学探针显微镜（SEPM） L
3.2.5. 激光诱导电流瞬态法（LICT） M4.界面水和电双层结构研究 M
4.1. 水/金属界面的实验研究 M
4.2. 水/金属界面的从头算模拟 N
4.3. 实验与理论方法的结合 P
4.3.1. 金 P
4.3.2. 铂 U5.电极组成的作用 V
5.1. 贵金属与非贵金属、金属氧化物、过渡族（双）硫族化合物与碳基材料 W
5.2. 用局部电化学阻抗谱研究非贵金属与介电材料 Z
5.3. 大块单晶上的单层/岛状结构 Z
5.4. 高熵合金 AB
5.5. DFT模拟 AE6.电极表面结构的作用 AE
6.1. 金（Au） AF
6.2. 铱（Ir） AF
6.3. 铜（Cu） AF
6.4. 钯（Pd） AG
6.5. 铂（Pt） AH
6.6. DFT模拟 AL7.电解质组成的作用 AL
7.1. 碱金属阳离子的性质 AM
7.2. 碱金属阳离子浓度的影响 AP
7.3. 溶液pH值的影响 AR
7.4. DFT模拟 AU8.吸附物/反应中间体及其对催化活性的影响 AV
9.固固界面的双电层 BA
10.总结与展望 BC
电双层（EDL）在电化学能量系统中可是绝对的主角，影响着电荷转移机制和反应速率的方方面面。
正是因为电双层在界面电化学中的重要地位，科学家们费尽心思，开发出各种理论模型和实验方法来“刨根问底”地研究它的性质。
在这篇综述中，作者盘点了最近在评估电双层特性（比如双电层电容）方面的进展，同时也揭露了一些理论与实验之间的“互相看不对眼”的地方，并探讨了如何让它们“和解”的策略。
还深挖了各种实验技术和理论方法的优劣势，尤其是在水相电催化中的应用价值上。
同时，特别强调了电极材料的组成和结构以及电解质化学对电双层性质的重大影响。此外，我们还不忘关心“温度和压力”这两位不速之客对电双层的影响，并把固液界面和固固界面拉出来做了一番“友好对比”。
简而言之，电双层不仅是个复杂的“小心机”，也是理解电化学世界的“终极谜题”，既让人头疼，又让人着迷！
引言的顽皮版本
电双层（EDL）：电化学世界的“社交达人”
电双层（EDL）是电极和电解质之间的那一层“界面地带”，堪称电化学系统的灵魂社交圈。它是怎么运作的呢？简单来说，电极电位是这场“社交游戏”的主持人，直接决定了电荷和物质在界面上的分布和互动方式。
EDL的重要性不可小觑，它不仅控制着电化学反应的“节奏和旋律”，还决定了“演出效果”，所以深入了解它是推动电化学能量存储和转化技术的关键。
EDL的“发展史”：从启蒙到百花齐放
EDL的“故事”可以追溯到1853年，当时Helmholtz首次提出了EDL的概念，算是为它做了“官方认证”。后来，Gouy（1909年）、Chapman（1913年）、Stern（1924年）和Grahame（1947年）接连登场，为EDL模型添砖加瓦。
随着时间推移，这些模型成了电化学教材里的“经典段落”。但早期的研究比较懒散，科学家们喜欢把EDL当作一个“单纯的电容器”，方便研究，却忽略了许多微观细节。
关于双电层的介绍可以见前期文章：电化学中最重要的结构之一电双层：如何建模呢？初学者指南《慢老师和你一起读文献12（上）》
随着实验技术的进步和理论工具的升级，EDL的模型开始复杂化。现在，我们对EDL的理解已经从“儿童涂鸦”进化到了“高清写实画”。
实验派：从汞滴到伏安，经典技术闪亮登场
电化学界的研究离不开实验，尤其是极谱法的出现。1922年，Heyrovsky发明了滴汞电极，让人们可以用液态汞研究电极的“理想极化”行为。他因此拿到了1959年的诺贝尔化学奖——没错，连汞都能助攻诺奖。
然而，现实总是复杂的，即便是液态汞这样“乖巧”的电极，测量EDL电容（Cdl）也困难重重。比如Grahame发现，用氟化钠溶液测量汞电极的Cdl时，数据像“天气预报”一样不稳定，差异显著。
研究发现，这种差异可能是电解质中阴离子在电极表面“开派对”引起的，还可能与水分子的介电常数下降有关。
电解质：从“看客”到“主角”的转变
曾经，电解质里的非活性物种被当成“无关紧要的路人甲”。
但近来的研究证明，它们其实是“隐藏高手”。有些情况下，没有碱金属阳离子，CO₂还原反应在某些催化剂（比如铜、银、金）上根本无法进行。这让我们不得不重新审视电解质的“戏份”。
如何研究EDL？宏观与微观并行
科学家们用了两种策略来研究EDL：
1. 微观方法，比如扫描隧道显微镜（STM），研究吸附的水分子和反应中间体；
2. 宏观方法，通过零电荷电位（pzc）、双电层电容（Cdl）等参数，给EDL做“大体检”。这些方法就像从显微镜下看“微观细胞”和用全身CT扫描“大局观”两种路子。
理论派：从经典到量子，从简单到复杂
理论研究从20世纪60年代的液态理论起步，再到经典密度泛函理论（cDFT），科学家们逐渐理解了带电流体的界面特性。后来，量子力学的密度泛函理论（DFT）登场，让理论研究更上一层楼。然而，量子化学也有“卡脖子”的问题。例如，氧析出反应（OER）涉及固体、液体和气体三相，DFT对这些复杂系统的描述仍不完美。
液态电解质的存在进一步增加了研究难度，它影响了界面电荷转移，甚至改变了反应的焓和熵贡献。
计算派：氢电极和隐式溶剂模型的兴起
2004年，计算氢电极（CHE）方法横空出世，成为计算电化学的“宠儿”。它通过H⁺和e⁻转移研究反应，但却忽略了电极电位和EDL的具体影响。为此，科学家们开发了隐式溶剂模型，试图弥补这个缺陷，但还有很多问题有待解决，比如动态氢键网络的影响。
为什么EDL这么重要？
EDL不仅是电催化的“后台掌控者”，还决定了电化学界面的活性。然而，我们对其特性（如Cdl）与催化行为之间的关系仍缺乏全面理解。这成为电化学能量存储和转化技术发展的最大瓶颈之一。
本综述的核心就是——揭开EDL的秘密！ 我们探讨了电极组成、结构、电解质化学（甚至包括温度）对EDL性质的影响，力图为未来的研究铺平道路。毕竟，要在电化学的“秀场”上取得好成绩，得先搞定这位“台下导演”——电双层。
引言的正经儿版本
电双层（EDL）是电子导体（电极）和离子导体（电解质）之间的界面区域，是任何电化学系统中不可或缺的一部分。电极电位是决定电极/电解质界面上物质分布和电荷转移的主要控制因素。EDL的作用堪称举足轻重，它直接决定了电化学反应的机制和速率，因此深刻理解它是推动电化学能量存储和转化技术进步的关键。
要追溯历史，早在1853年，Helmholtz就提出了EDL的最初概念。随后，EDL模型历经数次“进化”，从Gouy（1909年）、Chapman（1913年）到Stern（1924年）和Grahame（1947年），这些模型如今已成为电化学教材和综述文章的经典内容。
然而，面对电极/电解质界面的复杂性，科学家们曾一度倾向于将EDL简化为一个简单的电容组件，忽略了界面的许多微观细节——毕竟研究总是从理想模型开始最省事。然而，随着实验技术的进步和理论工具的完善，EDL的模型逐渐复杂，展现了越来越完整的图景。
在电化学领域，极谱法成为了关键实验技术，推动了“理想极化电极”的概念。1922年，Jaroslav Heyrovsky发明了滴汞电极，开创了用液态汞作为工作电极进行伏安法研究的先河，并因此获得了1959年的诺贝尔化学奖。
然而，即使是液态汞这样理想的极化电极，测量其双电层电容（Cdl）依然困难重重。例如，Grahame发现，在与汞电极接触的氟化钠溶液中（浓度从0.001 M到0.66 M），不同实验条件下测得的Cdl差异显著。研究发现，这种差异可能源于电解质中阴离子在电极表面累积，以及离子的可逆电化学还原。
此外，界面处水的介电常数下降也会导致实验测得的电容值偏离经典EDL模型的预测。
近年来，有越来越多研究表明，原本被认为是“无害旁观者”的支持电解质中的非活性物种实际上并不“无辜”。它们不仅对电化学反应的速率和机制产生重大影响，甚至可能是反应发生的必要条件。
例如，最新研究表明，在没有碱金属阳离子存在的情况下，某些催化剂（如铜、银和金）上根本无法进行CO2还原反应。这一发现彻底颠覆了我们对电催化过程中电解质作用的传统认知。
如今，我们完全认识到电极结构、组成以及电解质（包括溶液pH和化学成分）的关键作用，并在电催化中广泛利用这些特性来提升反应速率。然而，对于EDL性质（如Cdl）及其与电催化行为的关系，我们的理解仍不够深入，这严重制约了电化学能量存储和转化技术的发展。
从实验角度来看，如何可靠地研究EDL以深入理解其特性是一个重要问题。实验方法通常分为两类：一类是微观研究方法，分析界面水、反应中间体以及特异性吸附的离子或分子；另一类是宏观量化方法，通过测量零电荷电位（pzc）、微分电容（Cdl）和最大熵电位（PME）等参数来研究EDL。
第一类方法包括扫描隧道显微镜（STM）技术，它在研究水的吸附方面发挥了关键作用。例如，有研究使用STM结合密度泛函理论（DFT），首次构建了金属-电解质界面的原子级视图。除此之外，散射技术、红外光谱、拉曼光谱等各种手段也被广泛应用于研究EDL的结构和动态过程，为深入理解界面现象提供了丰富的工具箱。
探索电双层的第二类技术主要依赖于实验方法，这些方法并不能直接可视化或详细解析电极-电解质界面的结构或吸附物种，而是通过零电荷电位（pzc）、双电层电容（Cdl）和最大熵电位（PME）等关键参数，从宏观上量化电双层的整体特性。
这类方法大多依赖电化学测试，例如循环伏安法（CV）、线性扫描伏安法（LSV）、恒电流充放电法（GCD）、电化学阻抗谱（EIS）以及CO置换技术。然而，不同实验条件对Cdl和pzc的影响显著，导致通过不同方法得到的数值存在显著差异，这需要进一步研究。
此外，扫描电化学显微镜（SECM）技术在Cdl和pzc的研究中越来越受到关注。为了检测PME，需要采用复杂的实验装置，目前最先进的方法是基于激光诱导电流瞬态（LICT）的方法，但用于确定PME的其他方法仍较少。
理论方法的进展可以追溯到20世纪60年代，当时Stillinger和Kirkwood引入液态理论来描述扩散层中离子分布的分子排除体积效应。随后，基于积分方程理论和修正泊松-玻尔兹曼（PB）方程的理论研究逐步发展。
1980年，Evans和Sluckin首次使用经典密度泛函理论（cDFT）描述带电流体的界面性质，这成为预测电双层结构、电容和动态行为的重要理论工具。随着基于量子力学的密度泛函理论（DFT）的发展和计算能力的提升，第一性原理方法在电化学问题中的应用变得普遍，并取得了极大成功。
然而，从量子化学的角度来看，电化学界面仍是最具挑战性的研究对象之一。例如，在氧析出反应（OER）中，电化学系统涉及固体（电极）、液体（电解质）和气体（反应产物O₂）三相，这需要能够合理描述三相电子结构特性的量子化学方法。然而，DFT方法在处理O₂分子时已经面临困难，显著高估了分子结合能，因此需要通过实验校正。
此外，在OER条件下，电极表面可能因氧化而从金属态转变为半导体态，进一步增加了复杂性。液相的存在对界面电荷转移过程也有重要影响，改变了反应自由能的焓和熵贡献。
此外，即使是电化学上非活性的支持电解质离子，也可能通过共吸附或静电作用直接或间接影响界面电化学现象，从而以非线性方式改变反应机制和动力学。液态电解质的统计特性还要求在足够长的模拟时间内进行统计平均。
理想情况下，这些模拟应在电极电位控制下进行，并考虑长程静电效应，以与实验条件一致。计算氢电极（CHE）方法在2004年提出后，成为计算电化学中最有成效的理论方法之一。它能在DFT层面分析涉及H⁺-e⁻转移的电化学反应，避免计算带电物种的能量。然而，该方法忽略了显式电极电位及形成的电双层的影响。
为部分弥补这一局限，目前正在应用和开发能够捕捉界面电容充电行为的隐式溶剂模型。但这些方法也面临挑战，例如无法考虑动态变化的氢键网络以及电解质离子带来的影响。
为了解决这些问题并考虑电双层的统计特性，经典、从头算和深势分子动力学方法在显式或混合溶剂环境中的应用特别有用。为了发展超越经典电双层理论基础的更全面理论，需要进行重大改进。
经典的固液界面模型基于稀溶液近似，未考虑常见于离子液体研究中的强库仑相互作用。然而，即使在稀溶液中，电极/电解质界面的离子浓度也可能显著超过体相浓度，有时甚至接近或超过经典溶解度极限，这需要从微观角度探讨影响电双层性质的参数。
本综述的重点是强调电极组成与结构以及所用电解质对电双层性质的影响。我们指出，这些因素对电双层的影响不仅限于水相电解质，还延伸到离子液体，并提供了固态电解质的相关见解。
此外，我们还探讨了温度对电双层性质的影响。
本综述旨在总结实验和理论研究的最新进展，为准确、可靠地预测电双层性质提供概述，并回顾其历史背景。
理解和确定电双层性质对于改善电催化领域至关重要，因为电双层对电化学界面的活性有着深远影响。
尽管已有研究发现基本电双层性质与电催化活性之间的某些相关性，但我们仍需进一步探索电双层特性如何在不同反应条件下影响各种水相电极/电解质界面的电催化行为。希望本综述能推动这一领域的进一步研究和贡献。
从本质上看，竞争就是模仿，与他人竞争。
是因为你跟别人在做一样的事情。
但，每个人都是独一无二的
释放自己的独一无二，或许可曲径通幽……
科研圈尤为如此
1000多天的李子柒回归，不，不是回归，她只是一直在释放最自洽的自我
只是一个在中心，一个在边缘
不变的是以一种安宁、平和和慢以致远的心态在生产着好内容
科研亦如是
