固體聚合物電解質(zhì)水電解（SPEWE）因其電流密度高、產(chǎn)氫純度高、設(shè)備操控靈活、與波動(dòng)性可再生能源相容性好等諸多優(yōu)勢成為制造“綠氫”的理想途徑。然而，氧析出反應(yīng)(OER)側(cè)的緩慢動(dòng)力學(xué)速度及高氧化電勢成為制約電解水整體表現(xiàn)的關(guān)鍵。當(dāng)前，貴金屬銥氧化物（IrOx）仍然是綜合性能最佳的OER催化劑，為提升其應(yīng)用潛質(zhì)，保證高效催化性能的同時(shí)削減Ir金屬的投入量仍是無法回避的現(xiàn)實(shí)難題。
通過擔(dān)載作用有望同時(shí)實(shí)現(xiàn)對IrOx納米粒子的分散、錨定及電子調(diào)控，但兼具耐腐蝕及高電導(dǎo)率特性的載體材料仍然乏善可陳，目前主要集中于非化學(xué)計(jì)量比Ti氧化物及金屬雜原子摻雜Ti/Sn氧化物。相比而言，非金屬元素如F、N、B、P也是能有效調(diào)節(jié)TiO2能帶結(jié)構(gòu)的摻雜劑，但普遍應(yīng)用于光催化體系，電催化體系仍鮮有報(bào)道。
最近，山東科技大學(xué)李國強(qiáng)課題組報(bào)道了一種經(jīng)固相反應(yīng)加乙二醇回流還原過程合成F摻雜TiO2擔(dān)載IrOx（IrOx/F-TiO2）催化劑并用于高效OER。F-TiO2的電導(dǎo)率高達(dá)0.28 S cm-1，相比TiO2（7.9*10-6 S cm-1）提升了104個(gè)數(shù)量級。F-TiO2對IrOx的良好分散效果主要源于F摻雜生成還原性Ti3+物種，能夠在合成過程中有效吸附含有高價(jià)Ir4+物種的IrCl62-金屬前驅(qū)體離子。F-TiO2與IrOx之間顯著的電子間相互作用既能高效提升固有催化活性，又能極大抑制反應(yīng)過程中Ir的氧化溶解行為，從而保留充足的活性位點(diǎn)。此外，F(xiàn)-TiO2自始自終可以有效錨定IrOx納米粒子，保證其均勻分散性以及活性位點(diǎn)的充分暴露。 本工作基于電極催化材料的高效設(shè)計(jì)，既拓展了非金屬摻雜型TiO2在電催化體系中的成功運(yùn)用，也為電解水的規(guī)?；茝V探尋出新的研究著力點(diǎn)。 論文信息 Enhanced Electrocatalytic Performance of IrOx by Employing F-Doped TiO2 as Support towards Acidic Oxygen Evolution Reaction Dr. Guoqiang Li, Xiaojie Xu, Dr. Huan Liu, Xin Yang, Prof. Meng-Chang Lin ChemCatChem DOI: 10.1002/cctc.202201039
