介孔TiO2载体对固体聚合物电解质水电解阳极催化剂性能的影响

摘要

以钛酸四丁酯为原料,采用溶剂蒸发自组装法(EISA)在不同焙烧温度下制备不同比表面积及结构的介孔TiO2载体.利用亚当斯熔融法在介孔TiO2载体表面负载IrO2纳米颗粒,对IrO2/TiO2的结构和性能进行了表征,并在质子交换膜(PEM)单电池中对IrO2/TiO2催化剂进行了电化学表征.结果表明,随着焙烧温度的升高,TiO2载体比表面积降低,孔径增大,孔容减小,组织结构有利于向金红石相转变.TiO2载体的存在明显改善了IrO2颗粒的分布,IrO2晶粒尺寸减小.在IrO2负载量(质量分数)为40％的情况下,IrO2颗粒易在低比表面积的载体表面形成连续的IrO2导电催化层,载体比表面积越低其催化活性越高.在1 A/cm2的电流密度下,IrO2,40％ IrO2/TiO2-2和40％ IrO2/TiO2-3催化剂的极化电势分别为2.028,2.426和2.064 V.介孔TiO2载体的表面结构及导电性极大影响了催化剂的电化学活性.