在电催化领域，催化材料以高比表面积、高导电性薄膜的形式被利用。这种材料的好处是反应物易于接近，并保证与载体有良好的电接触。然而，由于恶劣的电化学环境会导致薄膜催化剂的降解，这类材料的设计往往极具挑战性。

近日，为应对电化学制氢的重大挑战，即开发耐用且低成本的OER电催化剂, 斯洛文尼亚约瑟夫·斯蒂芬研究所Luka Suhadolnik，斯洛文尼亚国立化学研究所Miran Gaberšček，Primož Jovanovič报道了一种具有独特形貌和超低Ir负载量的薄膜复合电极，它具有非凡的电催化性能。

文章要点

1）研究人员通过电化学生长了具有精准、高表面积的TiO₂纳米管薄膜，然后进行氮化和有效地锚定Ir NPs，成功合成了TiON−Ir催化剂。结果显示，TiON−Ir催化剂具有高OER反应活性和稳定性。

2）优异的OER性能得益于强大的金属−载体相互作用（SMSI）。而高稳定性则源于TiO₂对氮化钛表层进行的自钝化实现，此外，其还有效地嵌入了Ir NPs，同时保持了它们的电性。另一个提高稳定性的因素是氮原子，密度泛函理论(DFT)计算结果显示，氮原子降低了Ir NPs的生长趋势。

3）研究人员利用先进的电化学表征技术对材料进行了分析。即通过扫描电子显微镜、X射线衍射和X射线光电子能谱用于在相同的位置跟踪TiN−Ir电极的制备和电化学性能测试的全过程。实验方法实现了对薄膜的制备和电催化性能进行独特的形态、结构和成分研究，有望在电催化应用之外的领域得到广泛应用。

Marjan Bele, et al, Increasing the Oxygen-Evolution Reaction Performance of Nanotubular Titanium Oxynitride-Supported Ir Nanoparticles by a Strong Metal−Support Interaction, ACS Catal. 2020

DOI: 10.1021/acscatal.0c03688

https://dx.doi.org/10.1021/acscatal.0c03688