DOI: 10.1002/er.6204

在本研究中，通过对高浓度前体溶液的静电纺丝成功制备了新型Pt-IrO2纳米纤维析氧反应（OER）催化剂。对催化剂的组成和结构进行了表征，并从过电位、电荷转移电阻和交换电流密度等多个方面考察了纳米纤维催化剂在水电解中的电催化性能。重点研究了Pt/Ir比对电纺纳米纤维电催化活性的影响。结果表明，采用静电纺丝法可以成功获得平均纤维直径为10〜100nm的Pt-IrO2纳米纤维催化剂，其平均直径随Pt含量的增加而减小。由于较高的IrO2含量和较细的纤维结构均有利于电催化性能，因此当Pt:Ir=1:9和Pt:Ir=9:1时Pt-IrO2催化剂的OER催化性能均优于商用IrO2，较低的电荷转移电阻和较高的交换电流密度证实了这一点。结果表明，当Pt:Ir=1:9和Pt:Ir=9:1时，Pt-IrO2催化剂的过电位分别比商用IrO2在0.5M H2SO4中30 mA cm-2时的过电位低50mV和32mV。具有适当Pt含量的电纺Pt-IrO2纳米纤维催化剂具有很好的应用前景，因为它不仅可以提高PEM电解池的催化性能和安全性，而且可以减少催化剂中更昂贵的Ir的含量。

图1.Pt-IrO2纳米纤维催化剂的合成过程示意图[颜色图可在wileyonlinelibrary.com上查看]

图2.煅烧前电纺Pt-IrO2纳米纤维的SEM图像：A，Pt/Ir=1:9，B，Pt/Ir=3:7，C，Pt/Ir=5:5，D，Pt/Ir=7:3，E，Pt/Ir=9:1

图3.纳米纤维催化剂的低倍和高倍TEM图：A，Pt/Ir=1:9，B，Pt/Ir=3:7，C，Pt/Ir=5:5，D，Pt/Ir=7:3，E，F，Pt/Ir=9:1

图4.催化剂的X射线衍射图：A，Pt/Ir=1:9，B，Pt/Ir=9:1[颜色图可在wileyonlinelibrary.com上查看]

图5.纳米纤维催化剂的EDS图像（Pt:Ir=1:9和Pt:Ir=9:1）[颜色图可在wileyonlinelibrary.com上查看]

图6.纳米纤维催化剂的XPS（Pt:Ir=1:9）[颜色图可在wileyonlinelibrary.com上查看]

图7.A，在0.5M H2SO4溶液中Pt-IrO2和IrO2在50 mV s-1处的线性扫描伏安曲线；B，Pt-IrO2和IrO2在30 mA cm-2处的过电势[颜色图可在wileyonlinelibrary.com上查看]

图8.在0.5M H2SO4溶液中Pt-IrO2催化剂在1.644V电势下的阻抗谱。B，C，波特图[颜色图可在wileyonlinelibrary.com上查看]

图9.使用不同催化剂的电极的Tafel图[颜色图可在wileyonlinelibrary.com上查看]