铱氧化物催化剂电化学活性表面积评估及析氧反应活性研究

本文系统研究了汞欠电位沉积(Hg-UPD)法在评估Ir基催化剂电化学活性表面积(ECSA)中的应用，通过电化学石英晶体微天平(EQCM)和旋转圆盘电极(RDE)技术，建立了适用于Ir金属及IrOx氧化物的标准化测试条件，为质子交换膜(PEM)水电解制氢中贵金属催化剂的活性位点定量和性能优化提供了重要方法学支撑。

　　

Highlight亮点聚焦

本研究通过创新性地结合EQCM和RDE技术，揭示了汞吸附物种在Ir基催化剂表面的精确沉积行为，为破解酸性条件下析氧反应(OER)催化剂的活性位点定量难题提供了突破性解决方案。

Section snippets研究片段

测量溶液制备

采用高纯Hg(NO₃)₂·nH₂O配制含1-3 mM Hg²⁺的0.1 M HClO₄电解液，经氩气脱氧处理后保持298.15 K恒温。这种"鸡尾酒式"电解液配方既保证了Hg-UPD反应灵敏度，又避免了Hg₂²⁺歧化反应对测试的干扰。

Ir黑修饰RDE优化Hg-UPD实验条件

就像给赛车手寻找最佳赛道，我们系统优化了催化剂载量、扫描速率等关键参数。发现当Ir载量控制在14 μg/cm²时，Hg-UPD与氢吸附(H-UPD)测得的ECSA偏差最小（<5%），这为后续氧化物测试树立了"黄金标准"。

Conclusion研究结论

通过"庖丁解牛"般的精细实验，我们不仅建立了IrO_x催化剂ECSA的标准化评估流程，更首次揭示了不同晶型Ir氧化物表面活性位点数量与OER本征活性的构效关系。这些发现如同为PEM电解槽装上了"活性位点显微镜"，为下一代低成本催化剂设计指明了方向。