[发明专利]催化剂涂层及其制备方法

权利要求书

1.催化剂涂层，其包含基于钌氧化物和钛氧化物的电催化活性组分并任选包含一种或多种金属掺杂元素，其中所述钌氧化物和钛氧化物主要以金红石形式的RuO₂和TiO₂存在，其中所述RuO₂和TiO₂主要以混合氧化物相存在。

2.权利要求1的催化剂涂层，其中所述一种或多种金属掺杂元素选自铱、锡、锑和锰。

3.权利要求1的催化剂涂层，其中以催化活性组分中的金属总量计，钌以10mol%至21mol%的量存在。

4.权利要求1的催化剂涂层，其中至少75重量%的所述RuO₂和TiO₂以混合氧化物相存在。

5.以电化学方式制备催化剂涂层的方法，所述催化剂涂层包含基于钌氧化物和钛氧化物的电催化活性组分并任选包含一种或多种金属掺杂元素，所述方法包括将所述催化剂涂层以层形式涂敷到导电载体材料的步骤，其中

a) 所述层借助电化学方法通过Ru和Ti从酸性水溶液中的沉淀涂敷到所述载体，该酸性水溶液至少含有Ru盐和钛盐作为羟合前体，其中所述载体作为阴极连接，以及

b) 所形成的层包含羟合化合物，并随后经受在至少300℃的温度下进行的热处理以形成所述催化剂涂层。

6.权利要求5的方法，其中所述载体基于金属钛或金属钽。

7.权利要求5的方法，其中步骤a)中的盐溶液具有不大于3.5的pH值。

8.权利要求5的方法，其中步骤a)中的盐溶液借助稀盐酸保持酸性。

9.权利要求5的方法，其中使用水与低级醇的混合物作为步骤a)中盐溶液的溶剂。

10.权利要求5的方法，其中在步骤a)中的沉积期间维持至少30 mA/cm²的电流密度（绝对值）。

11.权利要求5的方法，其中步骤a)中的盐溶液维持在不大于20℃的温度。

12.权利要求5的方法，其中金属氧化物的羟合前体的沉淀通过在电极表面局部形成碱来进行。

13.权利要求5的方法，其中步骤b)中的热处理进行至少10分钟。

14.包含权利要求1的催化剂涂层的电极。

15.权利要求1的催化剂涂层，其中所述混合氧化物相可通过在27.477°（纯TiO₂金红石相在Cu K_α衍射谱中的2θ值）处的X-射线衍射反射到至少27.54°角处的位移来识别。

16.权利要求2的催化剂涂层，其中所述一种或多种金属掺杂元素是铱。

 

17.权利要求2的催化剂涂层，其中所述一种或多种金属掺杂元素以至多20mol%的量存在。