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电化学方法可以将风能和太阳能等新能源转化为氢气进行高效的能源转化,在解决环境污染问题和转化可持续能源中有巨大的应用潜力。本论文围绕IrO2的OER反应中基础科学问题探究了酸性环境中OER反应性能的调控,主要开展了:传统IrO2中金属Ir单质对OER活性影响的研究:一般Ir被认为与IrO2活性相当而没有受到特殊关注。本论文制备了含有Ir的IrO2催化剂,发现金属Ir被氧化铱包覆,但对外层IrO2的价态有调控作用,在电化学反应中呈现多价态存在,对电化学活性有积极的影响,Ir-IrO20.5AF催化剂的起始过电位仅为203 mV,接近RuO2活性,且具有良好的耐酸耐腐蚀性能。催化剂表面低价态Ir可作为质子受体,OER中间产物*OOH的质子被转移到邻近的受体位点,起到稳定*OOH的作用。进一步以Cu2O纳米线作为模板在水热反应中表面生长铱,形成Ir-IrO2纳米管。纳米管形貌的形成与IrO2相比提高了电化学活性面积,增加了活性位点数,具有良好的OER活性。二维水钠锰矿材料负载纳米IrO2及界面工程调控OER性能的研究:通过载体表面Mn-O悬挂键实现了 Ir4+在锰钴水钠锰矿表面的化学吸附,在水热反应中形成了 IrO2的原位负载,界面上形成了 Ir-O-Mn的配位,同时Ir-O和Mn-O的成键强度不同使纳米IrO2和载体间产生电荷转移,实现了催化剂-载体间的相互作用。表征结果表明晶格中c轴缩短,IrO2晶格发生畸变,且Ir与载体之间电子转移导致铱的氧化态高于4价。水钠锰矿上负载的纳米二氧化铱获得了优异的OER活性,与IrO2相比,IrO2/Mn-Co（2:1）-Bir电化学活性表面积、Ir质量活性和本征活性分别提高了 2倍、6倍和2倍（1.50 V vs.RHE）,铱含量明显降低,显示出了比IrO2更快速的反应动力学。纳米花状MnO2载体效应调控IrO2 OER性能的研究:报道了一种催化剂-载体型复合物的有效制备策略,层状MnO2在离子插层、H2O2等作用下被剥离,并在水热反应中负载了 IrO2。IrO2在MnO2上分布均匀,在八面体结构中发生Jahn-Teller畸变。催化剂-载体的复合作用主要体现在:利用氧化锰的大表面积、耐酸性、低电阻率等优点,引入氧化锰很大程度上暴露IrO2活性位点;抗酸抗腐蚀的IrO2覆盖表面,相当于给载体穿上铠甲,载体更稳定;电阻率更低,电化学催化剂和载体之间的相互作用增强电子传递;催化剂-载体的耦合使Ir电子结构得到调控。IrO2-MnO2催化剂在酸性溶液中具有优异的OER性能,起动电势仅200 mV,稳定性显著提高,而铱的消耗量大幅削减。