在这项工作中，我们研究了在石墨烯（BLG）导电双层上Ir NPs电子结构的变化，这种变化归因于酸性条件下，在OER下施加电势所发生的。我们将原位X射线光电子能谱（PES）和X射线吸收近边结构（XANES）结合起来，揭示了OER中IrO_x活性物质这一未公开的电子结构信息。特别地，利用这些技术获得了占据（Ir 4f）和部分占据（Ir 5d，O 2p）轨道的有价值信息。表明杂化O 2p/Ir 5d水平中电子空穴的形成与氧化铱的电化学活性有关。这些空穴导致缺电子氧物质的形成，由于OH或H₂O的亲核攻击，这些氧物质可能是形成分子氧的中心。此外，我们报告了作为Ir 5d和O 2p杂化和共享电子空穴产生电催化活性的结构描述符，并为合成用于OER的电极材料提供指导。

Figure 1. （A）在悬浮的BLG上溅射的Ir NPs的TEM图像，插图：FFT测量和制备的粒度分布；（B）在0.1 M H₂SO₄中，原始石墨烯和石墨烯Ir官能化电极测试OER之前的CV和LSV曲线；（C）OER测试后，悬浮BLG上溅射的Ir NPs的TEM图像，插图：FFT测量和粒度分布；（D）OER测试之前和之后，官能化石墨烯电极的EELS光谱。



Figure 2. （A）原位电化学电池的示意图；（B）检测方案；（C）由独立式BLG覆盖的多孔SiN_x结构的SEM图像；（D）0.1 M H₂SO₄存在下，在不同施加电位下Ir 4f电子结构的原位表征；（E）析氧反应之前和之后，溅射的20 nm厚Ir薄膜的Ir L-边缘。



Figure 3. 样品Ir⁰、Ir金红石和Ir非晶的非原位表征：（A）Ir 4f、（B）VB和O 2s、（C）Ir L-边缘和（D）O K-边缘。


Figure 5. （A）Ir 5d态杂化重叠O 2p的O K-边缘和Ir L-边缘示意图；（B）在高度稳定的金属氧化物活化后提出的反应路径。
       相关研究成果于2019年由德国马克斯-普朗克化学能转换研究所J.J. Velasco-Vélez课题组，发表在Surface Science（2019, 681, 1–8）上。原文：Electrochemically active Ir NPs on graphene for OER in acidic aqueous electrolyte investigated by in situ and ex situ spectroscopies。