MnO2-0.39IrOx复合氧化物用于酸性介质中水氧化反应的性能
郭川铭, 张凯杨, 武昀, 姚瑞, 赵强, 李晋平, 刘光
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20230459
通过Adams方法成功制备MnO2-0.39IrOx(0.39为Ir/Mn的原子比)催化剂并将其用于酸性介质中高效析氧反应(OER)。电化学测试发现,MnO2-0.39IrOx仅需253 mV的过电势即可驱动10 mA·cm-2的水氧化电流密度,并可稳定运行200 h。在1.50 V(vs RHE)电势下,MnO2-0.39IrOx的贵金属Ir的质量活性为61.3 mA·mg-1,是IrO2的35.8倍,说明MnO2掺杂大大提升了贵金属利用率。结构分析发现MnO2-0.39IrOx独特的片状结构大幅度提高了催化剂的电化学活性表面积,并且Ir位点与Mn位点之间存在一定的电子相互作用。催化过程分析表明,MnO2-0.39IrOx表面出现一定的重构现象,并且Mn组分对Ir位点的化学环境实现了持续优化,从而实现了催化剂的高效酸性OER性能。
关键词: 析氧反应, Ir基催化剂, 双金属氧化物, 相互作用, 利用率

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