钙钛矿氧化物ABO3的结构调控与电催化性能研究进展

柳欢,高薪羽,白杰,李春萍

(1.内蒙古工业大学 化工学院，内蒙古 呼和浩特 010051；2.内蒙古工业催化重点实验室，内蒙古 呼和浩特 010051)

现如今化石燃料的消耗与能源需求的增加及环境问题受到人们的日益关注[1-4]。能源转换技术包括燃料电池、金属空气电池等都依赖于析氧反应(OER)和氧还原反应(ORR)，而电催化剂是这些反应的关键[2]。然而贵金属(Pt、Ru等)催化剂因经济问题，较高的过电位及缓慢的动力学限制了其实际应用[5-6]。因此寻求高效非贵金属电催化剂是十分必要的。

近年来非贵金属钙钛矿材料在电催化、金属空气电池等领域得到广泛研究，例如La0.5Sr0.5CoO2.91和SrCoO3等均被报道用于电解水或金属空气电池[7]。本文综述了钙钛矿型氧化物的结构与电催化性质，从反应机理出发，总结了钙钛矿氧化物近年来在电催化领域等方面的研究进展，包括掺杂、缺陷等方法对电催化活性的影响，并展望了它的前景和发展趋势。

1 钙钛矿氧化物的结构与电催化性能

1.1 钙钛矿氧化物的结构

钙钛矿氧化物是对与CaTiO3具有相似结构氧化物的统称，其通式为ABO3，理想钙钛矿的晶体结构一般为立方相Pm3m空间群，是由B为中心与6个O离子构成的八面体规则交替排列而成，A离子位于氧八面体空间的空隙位置，其中A位可以是碱金属、碱土金属或稀土金属元素，B位是过渡金属元素(图1)[8]。A、B位的离子种类繁多具有可调变性，其组分和价态可进行灵活设计调控，使得钙钛矿结构在电催化领域表现出优异的本征催化活性与结构稳定性。……