析氧半反应是速控步骤.氧化锰(MnOx)具有多价态,可形成多个子步骤降低活化能.二氧化钛(TiO2)是抗氧化性半导体.考察两种氧化锰催化剂析氧性能,即滑动弧等离子体合成MnOx(pM)和商业化(cM),与商业化TiO2(cT)比较.通过理想极化电极系统(IPE)解析,表达电极界面特性,揭示三相界面与活性的关联.结果表明:对两种MnOx催化剂,pM比cM性能更优.碱性环境中,前者起始电位低180 mV,Tafel斜率近半.酸性中,均表现阶跃式极化,析氧性能相近.cM比cT催化剂析氧性能更优,起始电位低420 mV.溶液电阻Rs与活性变化趋势一致.对相同催化剂,考察I/C、担量、单双层结构,电容压降占比fCd与活性一致.对不同催化剂,考察cM,cT或pM,cM,fCd与活性不一致,这与多价态锰参与非法拉第过程有关.
氧化锰 二氧化钛 滑动弧等离子体 析氧反应 电极-溶液界面