電催化氧氣析出貴金屬催化劑的研究進展

王艷紅，何小波，銀鳳翔，?，陳金男

（1北京化工大學有機無機復合材料國家重點實驗室，北京 100029； 2先進催化與綠色制造協(xié)同創(chuàng)新中心，常州大學，江蘇常州 213164；3北京化工大學常州先進材料研究院，江蘇 常州 213164）

電催化氧氣析出貴金屬催化劑的研究進展

王艷紅1，何小波2，3，銀鳳翔1，2，3?，陳金男1

（1北京化工大學有機無機復合材料國家重點實驗室，北京 100029； 2先進催化與綠色制造協(xié)同創(chuàng)新中心，常州大學，江蘇常州 213164；3北京化工大學常州先進材料研究院，江蘇 常州 213164）

發(fā)展高效電催化氧氣析出催化劑對推動能量儲存與轉換技術的商業(yè)化具有至關重要的作用。目前貴金屬催化劑具有最好的電催化氧氣析出反應（OER）催化性能，具有巨大的研究價值和應用潛力。本文首先簡要介紹了電催化OER過程，然后綜述了近年用于OER的基于Ir和Ru等貴金屬催化劑的研究進展，重點討論了這些貴金屬催化劑的合成方法、結構特性、OER催化性能以及它們的結構與性能之間的關系。Ru基貴金屬催化劑雖具有較好的OER催化活性，但其穩(wěn)定性欠佳；Ir基貴金屬催化劑雖具有較好的穩(wěn)定性，但其OER催化活性相對較差。過渡金屬原子（Fe、Co、Ni等）的摻雜不僅可以提高這兩類貴金屬基催化劑的OER催化性能，還可以降低催化劑中貴金屬的含量，從而降低催化劑成本。材料、化學和催化等學科的發(fā)展，合成技術的不斷創(chuàng)新以及對OER催化機理逐漸深入的認識必將大大促進高效、低成本貴金屬OER催化劑的實用化進程。

氧氣析出反應；電化學；催化（作用）；催化劑；貴金屬；能量儲存與轉換

Citation:WANG Yan-hong, HE Xiao-bo, YIN Feng-xiang, et al. Research Progresses in Noble Metal Catalysts for Electrocatalystic Oxygen Evolution Reaction[J]. The Journal of New Industrialization, 2016, 6(12) : 1-8.

0 前言

煤、石油以及天然氣等化石資源的大量應用導致了日益嚴重的能源危機、環(huán)境污染以及溫室效應等問題，開發(fā)和高效利用可再生清潔能源對社會和經濟的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義[1]。盡管風能、太陽能等可再生清潔能源在減少人們對化石資源的依賴上起到了重要作用，但是它們通常受地理位置和環(huán)境條件的限制，不能有效地利用，造成大量的能源浪費[2]。發(fā)展先進的能量儲存和轉換技術是有效利用可再生清潔能源的重要途徑，對改善能源消費結構，緩解能源危機和環(huán)境污染具有重要意義。近年來各種新型高效的能量儲存和轉換技術，如燃料電池特別是再生式燃料電池（Regenerative Fuel Cell，RFC）[3]、可充電金屬-空氣電池[4]以及電催化分解水[5-7]等得到了迅速發(fā)展，為高效利用可再生清潔能源發(fā)揮了重要作用。這些能量儲存和轉換技術的核心反應之一就是電催化氧氣析出反應（Oxygen Evolution Reaction，OER），但是OER是動力學慢反應，在氧氣析出過程中存在較高的過電勢，降低了能量儲存和轉換效率[9]。近年來，人們在發(fā)展高效催化劑來降低OER的活化能和過電勢從而提高能量儲存和轉換技術的性能方面做了大量的研究工作，也獲得了許多有效的OER催化劑。這些催化劑主要有貴金屬催化劑和非貴金屬催化劑。非貴金屬催化劑具有成本優(yōu)勢，但存在抗腐蝕性差、導電性差等諸多缺陷，目前它們的性能離實際應用的要求還有較大的距離。貴金屬催化劑具有極高的催化性能，盡管貴金屬價格昂貴，但是由于近年來催化劑合成技術和電極制備技術的發(fā)展，在保證或提高催化劑性能的條件下，貴金屬的負載量大幅度降低，大大降低了貴金屬催化劑的成本，使得OER貴金屬催化劑得到了迅速發(fā)展，對推動能量儲存和轉換技術的實際應用起到重要作用。本文綜述了近幾年來用于電催化氧氣析出反應的貴金屬催化劑的研究進展，為開發(fā)高效、低成本的貴金屬OER催化劑提供一定的參考。

1 電催化氧氣析出反應

氧氣析出反應又稱水氧化反應，通常是指通過一系列質子或電子的耦合，水發(fā)生氧化反應產生分子氧的過程[10]，其總反應式如下：

OER的實現形式有多種，通常把在電能作用下，在含催化劑的電極表面發(fā)生的氧氣析出反應稱為電催化OER。電催化OER一般發(fā)生在氣、液、固三相界面，因而反應機理比較復雜。另外，由于電催化OER一般在較正的電位下進行，貴金屬催化劑表面會存在氧氣吸附層或氧化物層，并且該層氧原子直接參與電極反應。表面氧化物的性質（形態(tài)、厚度、穩(wěn)定性及導電性等）決定了催化劑的氧氣析出反應性能，但是目前對這種氧化物層認識還不夠充分，氧氣析出機理還沒有一致的看法。早期主要通過研究酸性環(huán)境中貴金屬氧化物對OER的催化特性（催化活性、反應速率等）來分析貴金屬催化劑的OER催化反應機理。例如，在RuO2上的OER催化反應機理如下[11，12]：

其中∑代表催化活性位，式（3）、（4）和（6）表示一種OER反應途徑，而（3）、（5）和（6）則代表一種平行反應途徑。式（3）被認為是高電位下（3）、（4）和（6）催化反應途徑的速率控制步驟。研究人員發(fā)現低電位催化OER過程中的塔菲兒斜率減小，進而假設反應發(fā)生了∑-OH 重排（如式（7）），則低電位下OER可能按照（3）→（7）→（5）途徑進行。目前能被普遍接受的OER催化機理還有Bockris-Otagawa物理吸附機理[12]和Krasil-shchikov 機理[12]。

上述這些OER催化反應機理中，氧原子與催化活性位的吸附/脫附是反應中的重要步驟。催化過程中可能產生的中間產物不僅會覆蓋催化活性位，還可能會影響到反應過程中電子的傳輸，這些因素都會嚴重影響貴金屬催化劑的催化性能。在上述機理中，一般認為高價態(tài)金屬為催化活性位，因此，整個OER過程還可以看作為高價態(tài)金屬氧化物形成與分解的過程。

2 電催化氧氣析出貴金屬催化劑

近年來，用于OER的貴金屬催化劑的研究主要集中在基于Ir、Ru等貴金屬催化劑，主要包括Ru、Ir以及它們的氧化物RuO2、IrO2等，這些催化劑不僅具有很好的析氧催化活性，而且還具有較好的穩(wěn)定性。

2.1 Ru基催化劑

研究表明，貴金屬Ru具有很低的OER過電勢，表現出很高的催化活性[6]。Su等[14]采用一步水熱法制備出分層納米Ru微球，并將該微球作為陰極催化劑用于可充電鋰-空氣電池。恒電流充放電實驗表明，在200 mA/g電流密度下，電池獲得了3315 mAh/g的高充電比容量；同時在1000 mAh/g容量下，充放電之間的過電壓僅約為0.3 V，并且循環(huán)20圈后該過電壓值基本保持不變，表現出很好的OER催化活性和穩(wěn)定性。盡管Ru具有很好的OER性能，但是很少采用純Ru直接作為OER催化劑。研究較多的是負載型Ru催化劑，將Ru負載在多孔載體上不僅可以提高Ru的分散性，從而提高催化劑的催化活性，而且還能大幅度減少貴金屬的負載量，降低催化劑成本[15]。由于碳材料具有優(yōu)異的導電性[16]和耐腐蝕性，常常用來作為電催化劑的載體[17，18]。Jeong等[20]采用“一鍋法”將Ru納米顆粒負載到還原氧化石墨烯（rGO）上作為陰極電催化劑（Ru-rGO），并在以LiCF3SO3-聚（乙二醇）二甲醚（TEGDME）為電解質的鋰-空氣電池中進行了性能測試。結果發(fā)現，相比于純Ru催化劑，Ru-rGO催化劑明顯降低了電池的充電過電位，表現出較高的OER催化活性。在2000 mAh/g催化劑容量下，采用Ru-rGO催化劑的電池的充電電壓為3.9 V，而只有rGO 時電池的充電電壓為4.3 V。

RuO2是目前報道的OER活性最好的催化劑之一，也是研究的比較多的貴金屬氧化物催化劑。金紅石RuO2被認為具有優(yōu)良的OER和ORR（氧氣還原反應）催化活性。Lee等[21]用兩步法制備出平均粒徑約為6 nm的金紅石r-RuO2納米催化劑。OER催化活性測試表明，在1.48 V（vs. RHE）下，催化劑在氧飽和的0.1 M HClO4電解液中的OER質量電流密度高達11 A/gr-RuO2，并且表現出比商業(yè)Ru/ C 和 Ir/C更好的穩(wěn)定性。Shi等[22]利用密度泛函理論研究了金紅石RuO2和單層RuO2在非水系鋰-空氣電池中的OER/ORR催化行為。在該體系中OER發(fā)生在陰極/Li2O2/O2三相界面，兩種催化劑的催化反應均按照Li+→Li+→O2路線進行。單層RuO2做催化劑時電池的平衡充電電壓為2.82 V，而金紅石RuO2做催化劑時電池的平衡充電電壓為3.08 V，說明單層RuO2比金紅石RuO2具有更好的OER催化活性。Li等[23]采用模板法制備出具有多級孔結構的RuO2納米中空球，并將其作為鋰-空氣電池電極催化劑進行了研究。結果表明，充電過電壓低至0.54 V，放電過電壓只有0.13 V，表現出了優(yōu)異的OER/ORR催化性能。并且100 mA/gRuO2電流密度下充放電100次后，可逆充放電電容仍然高達1400 mAh/gRuO2。催化劑良好的導電性、高的比表面積（125.7 m2/g）促進了OER/ORR，從而大大提高了電池的循環(huán)性能。

此外，在Ru基氧化物中摻雜第一類過渡金屬（如Mn、Co）能提高催化劑的活性和穩(wěn)定性，這樣不僅可以獲得高性能的OER催化劑，而且還可以減少催化劑中貴金屬的含量，從而降低催化劑成本。2015年Browne等[24]通過熱分解制備出了Mn/Ru摩爾比分別為90:10、75:25、50:50、25:75和10:90的MnxOy-RuOx復合氧化物。在1.0 M 的NaOH電解液中的電化學測試發(fā)現，即使向MnxOy中加入少量的RuOx，在350 ℃退火溫度下獲得的這五種復合氧化物的OER過電壓均低于RuO2的過電壓。尤其是，經450℃退火后，Mn/Ru摩爾比為25:75的復合氧化物的OER過電壓僅為 ～ 0.16 V（vs. Hg/HgO），比RuO2的過電壓（0.2 V）低了約20%，表現出優(yōu)異的OER催化活性。2016年，他們又通過熱分解制備出Mn/Ru摩爾比分別為0:100、10:90、25:75、50:50、75:25、90:10和100:0的MnxOy/RuO2/Ti復合氧化物催化劑[25]。同樣在1.0 M 的NaOH電解液中測試了這些復合氧化物的OER催化性能，結果發(fā)現，RuO2在10 mA/cm2時的過電壓約是0.275 V（vs. Hg/HgO），比文獻報道的商業(yè)RuO2在該電流密度下的過電壓（0.366 V（vs. Hg/HgO））[26]要低；而Mn/Ru摩爾比為10:90、25:75和90:10的MnxOy/ RuO2/Ti的OER催化活性均接近或高于他們制備的RuO2的催化活性，說明該類復合氧化物具有優(yōu)越的OER催化活性。Jin等[27]通過兩步電沉積再經退火晶化制備出一系列的Ru/Co/Ti電催化劑（Ru/Co60/ Ti、Ru/Co120/Ti、Ru/Co180/Ti、Ru/Co240/Ti和Ru/Co300/Ti），并且在空氣中電沉積和低溫退火的過程中，使催化劑發(fā)生部分氧化。在0.5 M H2SO4電解液中測試了這些催化劑的OER催化性能，發(fā)現這種方法制備的Ru/Ti催化劑在1.64 V（vs. RHE）時電流密度為16.2 mA/cm2，而Ru/Co/Ti催化劑在該電勢下電流密度則高達47.8～61.0 mA/cm2，但是在1.64 V（vs. RHE）電壓下，Ru/Co/Ti催化劑經循環(huán)伏安掃描500圈后電流衰減率在45.5～53.8%之間。顯然，Co的加入導致催化劑的OER活性提高了3-4倍，但是由于催化劑中形成的Co 氧化物納米墻在電解液中溶解，降低了Ru/Co/Ti的穩(wěn)定性。因此，要維持高的OER催化活性和穩(wěn)定性就要減少催化劑中Co（氧化物）的暴露程度或者保護Co（氧化物）不被酸溶解。

2.2 Ir基催化劑

Ir基OER催化劑主要包括Ir氧化物催化劑和含Ir復合催化劑等。Danilovic等[28]研究發(fā)現，單一貴金屬氧化物在酸性環(huán)境下的OER催化活性順序（Au ＜＜ Pt ＜ Ir ＜ Ru ＜＜ Os）與它們的穩(wěn)定性順序（Au＞＞Pt ＞ Ir ＞ Ru ＞＞ Os）相反。他們認為這些氧化物的催化活性和穩(wěn)定性之間的關系受貴金屬氧化物和表面缺陷密度的控制，而且這種關系由氧化物中金屬陽離子的性質及其由+4價穩(wěn)定態(tài)向＞ +4價的非穩(wěn)態(tài)的潛在轉換所約束。這種觀點得到了Chang等[29]和Danilovic等[30]的實驗驗證。酸性環(huán)境中，既不太快也不太慢的貴金屬氧化物溶解速率能夠平衡其催化活性和穩(wěn)定性，這為合成具有最好活性和穩(wěn)定性的OER催化劑提供了很好的指導。IrO2因具有這種特性，在酸性環(huán)境中具有較高的OER催化活性[31，32]和良好的穩(wěn)定性，成為酸性環(huán)境中OER催化劑的最佳選擇[6]。

IrO2是目前實用化最好的OER催化劑。為降低Ir含量，同時保持或提高OER催化性能，常常采用Sn、Ti等非貴金屬與Ir形成多元氧化物（固溶體），如IrxSn1-x和IrxTi1-x。Li等[33]研究表明，表面富集貴金屬的低含量Ir多元氧化物有望獲得很高的OER活性和穩(wěn)定性。Ir原子在固溶體中的高度分散和表面富集大大提高了Ir的有效利用率，同時也降低了這類催化劑的成本，具有很好的應用前景。Wang等[36]采用浸漬-熱分解法制備了低銥含量的棒狀金紅石Ir0.08Ti0.92O2納米固溶體催化劑。該固溶體的晶粒大小約為15 nm，體相Ir/Ti原子比為0.084:0.916，遠低于表面Ir/Ti原子比（0.296:0.704），說明Ir原子發(fā)生表面富集。在0.5 M的H2SO4溶液中，1 cm2幾何面積下，雖然Ir0.08Ti0.92O2的OER催化活性低于傳統(tǒng)亞當斯法制備的IrO2，但是相對單位質量IrO2而言，Ir0.08Ti0.92O2催化劑具有較高的OER本征活性，說明Ir0.08Ti0.92O2是一種高效低成本OER催化劑。Hu等[32]首先通過熱分解獲得Co富集的 Ir-Co 復合氧化物，然后通過該氧化物中Co的選擇性析出，制備出表面富集Ir的多孔二元氧化物Ir0.7Co0.3Ox（Ir/Co摩爾比為0.7:0.3）。在氧飽和的0.5 M H2SO4電解液中進行OER催化性能測試，結果發(fā)現，與僅通過熱分解制備的Ir0.7Co0.3Ox及IrO2相比，在1.6 V（vs. RHE）下，該氧化物的OER電流增大了2～3倍；0.5 mA/cm2下的過電壓僅為0.26 V，與文獻報道的介孔IrO2膜電極在該電流密度下的過電壓相近（0.25 V）[37]。另外，即時電流法測試表明該催化劑具有較高的穩(wěn)定性，說明Co的引入可提高氧化物催化劑的穩(wěn)定性。表層Ir可保護里面的Co，增強抗酸腐蝕能力；同時里層的Co有助于Ir固定在表面，增強穩(wěn)定性。2016年Linsey等[38]通過SrIrO3薄膜表層Sr的浸出，制備出IrOx/ SrIrO3（其中IrOx為IrO3或銳鈦礦IrO2）。在0.5 M H2SO4電解液中，采用循環(huán)伏安法以及計時電位測定終點（記錄電流密度為處電位）的方法測試其OER催化性能。實驗數據顯示，開始時這種催化劑薄膜需要340 mV的過電壓才能達到10 mA/cm2催化劑的電流密度；但是隨著循環(huán)掃描時間的增加，10 mA/cm2催化劑處的過電壓逐漸降低，連續(xù)循環(huán)掃描2 h，計時電位測定顯示處的過電壓在270-290 mV之間，說明該催化劑具有突出的OER催化活性和良好的穩(wěn)定性。另外，采用密度泛函數理論（DFT）計算結果表明，SrIrO3近表面Sr的減少可以提高其OER催化活性，這種穩(wěn)定且具有高本征催化活性的Ir基催化劑在能量儲存和轉換領域具有很好的應用前景。

Reier等[39]通過熱處理制備出了組成穩(wěn)定的Ir-Ni雙金屬氧化物薄膜。在N2飽和的0.1 M HClO4電解液中的OER催化性能測試發(fā)現，隨著Ni含量的改變，雙金屬氧化物催化劑的OER催化活性呈火山型變化。在過電壓為300 mV（1.530 V vs RHE）下，Ni原子含量在67-79%范圍時，催化劑催化OER的電流密度達到峰值。相比于IrO2，Ni原子含量為67-79%的Ir-Ni氧化物的OER催化活性提高了大約8倍。更值得注意的是，相比相同Ir質量含量的Ir氧化物，該氧化物的OER催化活性提高了近20倍。Ni的摻雜，不僅提高了催化劑的催化活性，而且也大幅度降低了Ir含量，對催化劑的實用化發(fā)展具有重要意義。

貴金屬復合催化劑由于其獨特的電化學性能成為近年來貴金屬催化劑的研究熱點。天津大學王盼等[40，41]以氧化錫銻（ATO，mSb2O5:mSnO2= 15:85）為載體制備出一種新型電催化分解水陽極催化劑IrO2/ATO。在N2飽和的0. 5 M 的H2SO4電解液中的電化學性能測試發(fā)現，催化劑的析氧起始電勢為1.45 V（ vs. NHE），1.6 V（vs. NHE）下的析氧電流密度高達105 mA/cm2，表現出較好的OER催化性能。Irshad等[42]在含有0.5 mM IrCl3的0.1 M磷酸鹽緩沖劑（pH=7.0）中通過電沉積在碳紙上制備了無定形Ir-磷酸鹽復合催化劑（Ir-Pi）。在Ir-Pi催化劑中，Ir處于高于+4價的高氧化態(tài)。他們在0.1 M磷酸鹽緩沖劑的中性電解液中進行電化學測試，發(fā)現Ir-Pi催化OER的起始電壓約為 1.45 V（vs. RHE），比用相似方法制備出的IrO2的起始電壓低了150 mV；并且1.75 V（vs. RHE）時的電流密度（0.7 mA/ cm2）遠遠大于IrO2的電流密度（0.1 mA/cm2）。該電沉積形成的Ir-Pi催化劑性能比相同方法獲得的IrO2催化性能高很多，并且比較容易制備，具有很好的電催化分解水的應用前景。

近年來，具有核殼結構的催化劑引起了廣泛關注，因為這種催化劑能充分發(fā)揮內核材料與外殼材料以及核殼形貌的優(yōu)勢，能很大程度上提高催化劑的活性和穩(wěn)定性。研究發(fā)現，IrM@IrOx核殼結構催化劑中M代表的過渡金屬不僅能改善催化劑的本征催化活性，而且還能降低貴金屬的含量，已經成為Ir基貴金屬催化劑的研究熱點之一[43]。Nong等[44]先制備出以納米IrNiOx（ x = 3.3-3.8）為核，以介孔銻摻雜氧化錫為殼的核殼結構（IrNix/Meso-ATO）前驅體，然后在N2環(huán)境下經不同溫度熱處理得到一系列核殼結構催化劑。在0.05 M H2SO4電解液中測試了這些催化劑的OER催化性能，結果發(fā)現，Ni的加入不僅提高了Ir的利用率，而且提高了OER本征催化活性。熱處理溫度越低，所獲得的催化劑的OER催化活性越高。將180℃熱處理獲得的IrNix/Meso-ATO-180催化劑用于電催化水分解，氧氣和氫氣析出速率相比相同Ir質量含量的IrOx/com.-ATO均提高了約2.5倍；并且經過20 h穩(wěn)定性測試后，氧氣和氫氣析出速率幾乎沒有下降，表現出了最好的催化活性和穩(wěn)定性。

2.3 其他類貴金屬催化劑

一般來說Pt、Ru和Ir等貴金屬合金具有比純金屬和金屬氧化物更好的催化活性[45]。2010年Lu等[46]將Pt-Au納米合金顆粒催化劑應用在鋰-空氣電池中，Pt-Au/C電極充電電壓在3.4～3.8 VLi之間（平均約3.6 VLi）比單純的碳棒電極（平均充電電壓約4.5 VLi）低900 mV，大幅提高了OER反應速率，從而提高了鋰空氣電池的循環(huán)效率。一些非貴金屬氧化物，盡管它們本身的OER催化活性比較低，但是在它們表面負載Au、Pd、Pt等貴金屬后，會明顯增強催化活性。Zhang等[47]采用不同的合成方法把Au納米粒子（Au NPs）沉積在α-MnO2納米線上，并通過熱處理得到一系列Au/MnO2催化劑。研究表明，合成方法對Au/MnO2催化劑的OER催化活性有明顯的影響。其中，將Au、尿素以及α-MnO2納米線一起進行沉積-沉淀并經300℃煅燒后得到的DPU-Au/MnO2-C催化劑，在1 M KOH電解液中的線性掃描伏安法測試表明，2.51 V（vs. RHE）下的電流密度比單純α-MnO2催化劑在該電壓下的電流密度增加了60 mA/cm2，催化活性明顯提高。

3 結論與展望

本文綜述了近幾年用于電催化OER的貴金屬催化劑的研發(fā)現狀，重點討論了Ir基和Ru基貴金屬催化劑的研究進展。Ru基貴金屬催化劑OER催化活性較好但穩(wěn)定性欠佳；Ir基貴金屬催化劑OER催化活性相對要差些，但是穩(wěn)定性很好。貴金屬氧化物和貴金屬復合催化劑是常見貴金屬催化劑的實用形式。Fe、Mn、Ni、Co等過渡金屬元素的摻雜不僅可以提高Ru基和Ir基OER催化劑的催化活性和穩(wěn)定性，還能降低催化劑中貴金屬的含量。另外，可以通過選擇合適的載體（如氧化錫銻）或構建合適的形貌（如核殼結構）等來提高催化劑活性和穩(wěn)定性，降低催化劑成本，促進催化劑的實用化發(fā)展。催化劑的組成、形貌以及微觀結構等均影響著催化劑的性能。材料、化學以及催化學科的發(fā)展，結構表征技術及合成技術的創(chuàng)新，OER催化機理的深入認識，將大大推動高效低成本OER催化劑的商業(yè)化發(fā)展。

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Research Progresses in Noble Metal Catalysts for Electrocatalystic Oxygen Evolution Reaction

WANG Yan-hong1, HE Xiao-bo2,3, YIN Feng-xiang1,2,3*, CHEN Jin-nan1
(1. State Key Laboratory of Organic-inorganic Composites, Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029; 2. Advanced Catalysis and Green Manufacturing Collaborative Innovation Center, Changzhou University, Jiangsu Changzhou 213164; 3. Changzhou Institute of Advanced Materials, Beijing University of Chemical Technology, Jiangsu Changzhou 213164)

The highly effcient catalysts for the oxygen evolution reaction (OER) plays a vital role in energy storage and conversion technologies. The noble metal catalysts, which have the best electrocatalytic performance for OER, have great research value and application potential at present. In this article, the electrocatalytic oxygen evolution reaction is briefly described firstly, then the research progresses of Ir- and Ru- based catalysts for OER are mainly discussed. The synthetic methods, structure characteristics, their OER performance and the relationship between the structure and performance are analyzed. The Ru-based catalysts possess superior OER catalytic activity, but their stability is relatively poor. While the Ir-based catalysts have better stability, but the OER catalytic activity is relatively poor. The doping of transition metal atoms (Fe, Co and Ni, et al) not only can improve the OER catalytic performance of the noble metal catalysts, but also can reduce the loading of noble metal, thus decrease the cost of the catalysts. The development of material, chemistry and catalysis, the continuous innovation of the synthesis technology and the gradual deepening clarifcation of the OER catalytic mechanism will greatly promote the practical applications of the highly effcient noble metal OER catalyst with low cost.

Oxygen evolution reaction; Electrochemistry; Catalysis; Catalyst; Noble metal; Energy storage and conversion

10.19335/j.cnki.2095-6649.2016.12.001

國家自然科學基金面上項目（21276018）；中央高校基本科研業(yè)務費（buctrc201526）；江蘇省自然科學基金面上項目（BK20161200）；江蘇省先進催化與綠色制造協(xié)同創(chuàng)新中心創(chuàng)新型人才支持項目（ACGM2016-06-02，ACGM2016-06-03）；常州市應用基礎研究計劃項目（CJ20159006，CJ20160007）。

王艷紅（1990-），女，碩士研究生，從事能源催化研究

銀鳳翔（1975-），男，教授，主要從事能源與環(huán)境催化研究

本文引用格式：王艷紅，何小波，銀鳳翔，等.電催化氧氣析出貴金屬催化劑的研究進展[J]. 新型工業(yè)化，2016，6（12）：1-8.