多孔纳米带交织结构Ir₁Ru₃/TiO_xN_y薄膜电极的构筑及酸性析氧反应性能提升机制

摘要

采用减压抽滤结合离子交换-热氮化处理-浸渍还原法制备了无黏结剂的多孔纳米带交织结构Ir₁Ru₃/TiO_x N_y薄膜电极，研究了交织结构薄膜的微观结构、不同贵金属负载量等对其酸性析氧反应催化活性和稳定性的影响规律，探究了无黏结剂时的电子传输和界面处的电荷转移动力学行为，揭示了其析氧性能提升机制.电化学测试结果显示，在电流密度为50, 100和500 mA/cm²时，贵金属负载量为10.5%（质量分数）的Ir₁Ru₃/TiO_x N_y薄膜电极过电位分别为199, 233和368 mV，且在20 mA/cm²电流密度下运行200 h的电压衰减率为0.265 mV/h，明显优于相同贵金属负载量下使用黏结剂的Ir₁Ru₃/TiO_x N_y薄膜电极（278 mV@50 mA/cm²,312 mV@100 mA/cm², 466 mV@500 mA/cm², 100 h衰减率1.7 mV/h）.研究结果为设计大电流密度下使用的高性能酸性析氧反应电极提供了新的思路.

关键词

酸性析氧反应 / 纳米带交织结构 / 多孔结构 / 大电流密度