[发明专利]水合金属掺杂的钌铱复合氧化物材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种水合金属掺杂的钌铱复合氧化物材料，其特征在于，所述复合氧化物材料中，钌的原子百分含量为20-40%，铱的原子百分含量为30-60%；水合金属为Mg、Ca、Sr或Ba金属的一种，其原子百分含量为10-20%；总原子量为100%。

2.一种如权利要求1所述的水合金属掺杂的钌铱复合氧化物材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

（1）称取1-5 g三氯化钌、0.5-2.5 g三氯化铱和0.1-0.8 g水合金属盐，溶解在50-200mL N,N-二甲基甲酰胺溶剂中；所述水合金属盐为MgCl₂、CaCl₂、SrCl₂或BaCl₂；

（2）然后，将5-50 mL环氧丙烷和1-10 mL去离子水滴加在溶液中，并通过振荡使之充分混合；将溶液静置2-5天，离心得到沉淀产物，并用丙酮清洗沉淀产物；产物干燥；

（3）将干燥的产物放入管式炉中，在空气氛围中以5-20℃/min 的升温速率升至300-800 ℃，并煅烧2-6小时，制备得到水合金属掺杂的钌铱复合氧化物材料。

3.如权利要求1所述的水合金属掺杂的钌铱复合氧化物材料在制备析氧反应催化剂电极中的应用。

4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，具体步骤如下：

将水合金属掺杂的钌铱复合氧化物材料与导电剂分散在乙醇和水的混合溶剂中，并加入粘结剂，超声分散后，将催化剂浆料滴涂在催化剂载体上；干燥，即得电解水析氧反应的催化剂电极；其中，导电剂为碳黑、碳纳米管或石墨烯，导电剂的比重为10-30%；粘结剂为5%全氟磺酸型聚合物溶液，粘结剂在催化剂浆料中的比重为5-10%；催化剂载体为碳纸、金属泡沫或金属箔片，催化剂的负载量为2-20 mg/cm²。

5. 一种中性电解水装置，其特征在于，以权利要求1所述的水合金属掺杂的钌铱复合氧化物材料作为阳极催化剂，以20-60%铂碳催化剂作为阴极催化剂，电解液为5-15 mol/L的硝酸钠或硫酸钠水溶液，隔膜采用沃特曼玻璃纤维滤纸，组装得到中性电解水装置。