镍铜掺杂钛亚氧化物通过反应驱动表面重构实现双功能氧电催化

《Catalysis Science and Technology》：Ni and Cu doped titanium suboxide materials as a bifunctional catalyst for the oxygen reduction and evolution reactionsOpen Access

　　

钛亚氧化物正逐渐发展成为用于氧电催化的耐腐蚀平台，然而其催化活性通常受动态表面过程控制，而这些过程仍了解甚少。在此，我们报道了一种镍和铜掺杂的钛亚氧化物催化剂（TONC），主要由Ti?O?和Ti?O?相组成，通过溶胶-凝胶法合成，并在碱性氧还原（ORR）和氧析出（OER）条件下进行了研究。电化学测试表明，TONC在工作过程中会发生显著的活化过程，从而在长时间的恒流极化（10 mA cm?2下48小时）期间实现改善的催化性能和持续的活性。反应后X射线光电子能谱表明，这种活化与反应驱动的表面重构有关，其中部分铜浸出暴露并激活了镍位点，同时伴随催化活性NiOOH物种的形成。作为这种化学诱导表面演变的后果，TONC表现出双功能氧电催化活性，氧还原半波电位为0.85 V RHE，在10 mA cm?2时氧析出过电位为380 mV。这些发现突出了钛亚氧化物电催化剂中的掺杂剂介导活化策略，并展示了如何利用受控的表面演变来实现耐久的、无碳的氧催化。

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? 2026 作者。由皇家化学会出版

2026

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