CN110055554A - 析氧反应催化剂及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种酸性析氧反应催化剂其制备方法和应用。所述酸性析氧反应催化剂为Y₂Ru₂O₇。其制备方法包括配制包括Y盐和Ru盐的混合溶液、采用溶胶凝胶法或共沉淀法制备Y₂Ru₂O₇前驱体、对所述Y₂Ru₂O₇前驱体煅烧处理等步骤。所述酸性析氧反应催化剂贵重金属含量低，析氧催化活性高，催化性能稳定。且其制备方法工艺条件易控，可重复性好，生产效率高。所述酸性析氧反应催化剂能够在制备析氧反应电极、电化学装置和由水生成氢气和氧气的方法中应用，从而提高水生成氢气和氧气的效率高，降低经济成本。

Description

析氧反应催化剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于电化学催化技术领域，具体涉及一种析氧反应催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

电解水制氢是一种先进的储能技术，能将分散、不可控、难以经济利用的可再生能源转化为可控利用、清洁环保的氢能，再通过燃料电池技术发电。电解水制氢技术是整合形成电、热、气网一体化的结合点，是大规模消纳新能源，实现电网和气网互联互通的重要手段。相比传统的碱性电解水制氢技术，质子交换膜(PEM)电解水具有效率高、动态响应速度快、规模可大可小、电流密度工作范围大等优点。

PEM电解水过程中，阳极是整个过电位的主要来源。阳极电催化剂对整个水电解反应有着十分重要的影响，选择时必须遵循以下原则：良好的电子导电性；良好的电催化活性，包括实现目标反应和抑制有害副反应、耐杂质和中间产物的毒化等；电化学稳定性，即在实现目标反应的电势区内，催化剂长时间保持活性而不发生失活。制备高活性、高稳定性的析氧阳极电催化剂一直是PEM纯水电解的关键问题。

在PEM电解池酸性环境中，RuO₂和IrO₂具有优异的析氧电催活性。为了提高析氧电极电催化反应表观速率，通常采用高载量的Ir、Ru贵金属催化剂。昂贵的电催化剂成本成为制约质子交换膜水电解技术发展的重要原因。为了满足电解水装置的商业化发展，降低单位PEM水电解装置中贵金属的使用量显得极为重要。目前，阳极析氧电催化剂研究的最大挑战，是寻找一种具有高电催化活性、同时在酸性及高析氧电位下不受腐蚀的电催化材料。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种酸性析氧反应催化剂及其制备方法和应用，以解决现有析氧反应催化剂采用贵金属导致成本高的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明一方面，提供了一种酸性析氧反应催化剂。所述酸性析氧反应催化剂为Y₂Ru₂O₇。

本发明另一方面，提供了一种酸性析氧反应催化剂的制备方法。所述酸性析氧反应催化剂的制备方法包括如下步骤：

按照Y₂Ru₂O₇中Y和Ru元素的摩尔比，将Y盐和Ru盐进行溶解，配制混合溶液；

向所述混合溶液中添加金属离子配合物，再将混合溶液的pH调节至呈碱性，然后除去混合溶液中的溶剂，得到固体混合物；或

向所述混合溶液中添加金属离子配合物，静置老化处理后进行固液分离，将收集的沉淀进行洗涤处理后进行干燥处理后，得到固体沉淀物；

将所述固体混合物或所述固体沉淀物进行粉化处理后于含氧气氛中进行煅烧处理。

本发明再一方面，提供了一种析氧反应电极。所述析氧反应电极包括本发明酸性析氧反应催化剂或由本发明制备方法制备的酸性析氧反应催化剂。

本发明又一方面，提供了一种电化学装置，所述电化学装置包括阳极和阴极，所述阳极为本发明析氧反应电极。

本发明还一方面，提供了一种由水生成氢气和氧气的方法。所述方法包括如下步骤：

提供与本发明电化学装置所含的所述阳极接触的水；

对所述电化学装置通电，以分别在所述阴极和阳极上将所述水的至少一部分转化成氢气和氧气。

本发明酸性析氧反应催化剂采用Y₂Ru₂O₇作为电催化剂，其具有烧绿石结构，一方面有效提高了催化活性，而且在酸性环境稳定性高；另一方面，其含Y含量仅为41％wt，远低于IrO₂(86％wt)和RuO₂(76％wt)中贵金属的含量，有效降低了贵重金属的含量，降低了其经济成本。

本发明酸性析氧反应催化剂的制备方法将含有Y和Ru离子溶液采用溶胶凝胶法或共沉淀法制备所述酸性析氧反应催化剂的前驱体，后直接进行煅烧处理，因此，所述制备方法使得煅烧获得的酸性析氧反应催化剂贵重金属含量低，但是依然具有高的析氧催化活性，而且能够保证酸性析氧反应催化剂催化性能稳定。另外，所述制备方法工艺条件易控，可重复性好，生产效率高，有效降低了生产成本。

本发明析氧反应电极和电化学装置由于含有本发明酸性析氧反应催化剂或本发明制备方法制备的酸性析氧反应催化剂，因此，本发明析氧反应电极和电化学装置析氧率高，而且成本低。

本发明由水生成氢气和氧气的方法由于采用本发明电化学装置，因此，水生成氢气和氧气的效率高，经济成本低。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是实施例11提供的Y₂Ru₂O₇催化剂的X射线粉末衍射曲线图；

图2是实施例11提供的Y₂Ru₂O₇催化剂和商业IrO₂析氧催化剂极化曲线图；

图3是实施例11提供的Y₂Ru₂O₇催化剂和商业IrO₂析氧催化剂塔菲尔斜率图；

图4是实施例11提供的Y₂Ru₂O₇催化剂和商业IrO₂析氧催化剂稳定性测试图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一方面，本发明实施例提供了一种酸性析氧反应催化剂。所述酸性析氧反应催化剂为Y₂Ru₂O₇。这样，根据Y₂Ru₂O₇所含的元素种类和含量关系，其含钇含量仅为41％wt，远低于IrO₂(86％wt)和RuO₂(76％wt)中贵金属的含量，有效降低了贵重金属的含量，降低了其经济成本。而且所述Y₂Ru₂O₇为烧绿石结构，其析氧催化活性高，而且酸性环境稳定性高。在相同测试条件下，Y₂Ru₂O₇的活性比IrO₂高20％，亦即在等同性能情况下极大地降低了贵金属的使用量，降低所述酸性析氧反应催化剂的使用量，降低了电解水制氢的成本。

在一实施例中，控制所述Y₂Ru₂O₇的粒径为200nm～800nm。通过控制粒径，以实现进一步提高析氧催化活性。

另一方面，本发明实施例还提供了上文所述酸性析氧反应催化剂的制备方法。上文所述酸性析氧反应催化剂可以采用下文的溶胶凝胶法制备或共沉淀法制备。

一实施例中，所述酸性析氧反应催化剂采用如下的溶胶凝胶法制备：

S01：按照Y₂Ru₂O₇中Y和Ru元素的摩尔比，将Y盐溶液和Ru盐溶液进行混合处理，得到混合溶液；

S02：向所述混合溶液中添加金属离子配合物，再将混合溶液的pH调节至呈碱性，然后除去混合溶液中的溶剂，得到固体混合物；

S03：将所述固体混合物进行粉化处理后于含氧气氛中进行煅烧处理。

其中，所述步骤S01中，所述Y盐、和Ru盐进行溶解可以是在能够溶解该些盐的溶剂中，如但不仅仅为水。具体的可以是将Y盐和Ru盐先分别配制成盐溶液，然后按照比例进行混合，也可以直接将Y盐和Ru盐直接溶于同一溶剂中，直接配制成混合溶液。在配制的混合溶液中，Y和Ru离子均匀分散。在一实施例中，所述Y盐可以选用包括Y(NO₃)₃·6H₂O、YCl₃、YCl₃·6H₂O中的至少一种，所述Ru盐可以选用包括RuCl₃、(NH₄)₂RuCl₆、K₂RuCl₅(H₂O)中的至少一种。该些Y盐和Ru盐具有良好的溶解性，如水溶解性，因此，能够方便配制成稳定的溶液；另外，该些盐类杂质少，使得最终制备的酸性析氧反应催化剂纯度高，从而有效提高了酸性析氧反应催化剂的催化活性和稳定性。

在具体实施例中，所述在所述混合溶液中，所述Y盐的浓度可以控制为0.001～0.02mol L^-1，所述Ru盐的浓度可以控制为0.001～0.02mol L^-1。而且溶液的溶剂可以但不仅仅为水，如去离子水等。

上述步骤S02中，向所述混合溶液中添加金属离子配合物，其能够有效与金属离子Y和Ru离子形成配体，从而形成溶胶。因此，所述金属离子配合物加入的量应该相对所述Y和Ru离子的量是足量的，这样实现与所述Y和Ru离子充分形成配体。一实施例中，所述金属离子配合物加入所述混合溶液中的量保证：所述金属离子配合物与所述混合溶液中的Y和Ru金属离子总量的摩尔比为(1～12)：1。在具体实施例中，所述金属离子配合物为乙二胺四乙酸(EDTA)、柠檬酸中的至少一种。当所述金属离子配合物为乙二胺四乙酸与柠檬酸混合物中，所述柠檬酸：EDTA：所述混合溶液中的Y和Ru金属离子总量的摩尔比为[1～10]：(0～2]：1。另一实施例中，所述金属离子配合物在所述混合溶液中的摩尔浓度为0.05mol L^-1-0.5mol L^-1。该选用种类的所述金属离子配合物具有优异的离子络合作用，与Y和Ru金属离子形成稳定的配体，而且在后续煅烧中不带入杂质元素。

待加入所述金属离子配合物进行配体反应后，将含有配体的混合溶液的pH值调节呈碱性，以增加配体的稳定性，从而形成稳定的溶胶。在一实施例中，将含有配体的混合溶液的pH值调节至8.5～9。另外，用于调节混合溶液pH值的试剂可以是但不仅仅为氨水，优选氨水，以避免混合溶液中混入难在烧结挥发的杂质离子。

将溶胶也即是混合溶液中的溶剂进行除去，从而获得固体混合物，也即是Y₂Ru₂O₇前驱体。除去溶剂的方法可以是真空干燥处理，也可以是加热如水浴干燥。优选的，待除去溶剂干燥处理后，还包括将固体经过如120℃真空干燥，充分除去溶剂。

上述步骤S03中，将步骤S02中制备获得的所述固体混合物进行粉化处理，一方面能够有效控制煅烧产物的粒径；另一方面能够使得所述固体混合物进行充分煅烧。对所述固体混合物进行粉化处理的方法可以是但不仅仅是研磨等方法。

在含氧气氛中将经粉化处理后的所述固体混合物进行煅烧后，所述固体混合物在高温中形成烧绿石结构的氧化物Y₂Ru₂O₇。在一实施例中，所述煅烧处理的1000～1100℃，时间为6～20h。通过优化煅烧的温度和时间，使得煅烧产物充分烧结，而且形成烧绿石结构晶体。

另一实施例中，当所述酸性析氧反应催化剂采用如下的共沉淀法制备：

S04：按照Y₂Ru₂O₇中Y和Ru元素的摩尔比，将Y盐和Ru盐进行溶解，配制混合溶液；

S05：向所述混合溶液中添加金属离子配合物，静置老化处理后进行固液分离，将收集的沉淀进行洗涤处理后进行干燥处理后，得到固体沉淀物；

S06：将所述固体沉淀物进行粉化处理后于含氧气氛中进行煅烧处理。

其中，所述步骤S04与上文步骤S01相同，可以采用相同的Y盐和Ru盐配制所述混合溶液。另外，所述混合溶液各盐的浓度也可以如同上文步骤S01，为了节约篇幅，在此不再赘述。

上述步骤S05中，向所述混合溶液中添加金属离子配合物的作用、种类和添加量可以均与上文步骤S02中向所述混合溶液中添加的金属离子配合物相同，为了节约篇幅，在此不再赘述。

该步骤S05中的静置老化处理是为了使得所述金属离子配合物与所述混合溶液中的Y和Ru金属离子充分络合，最终络合形成的配体发生沉淀析出。因此，静置老化的时间应该是充分的，如静置老化一天。经过所述固液分离后，收集所述沉淀。对所述沉淀的洗涤是为了除去沉淀表面的残留物，因此，洗涤的方式可以是水清洗。对洗涤处理后的沉淀干燥处理可以是常规干燥处理方法，如加热干燥、真空干燥等。具体的如置于90℃干燥箱中干燥。

上述步骤S06中，将步骤S05中制备获得的所述固体沉淀物进行粉化处理，一方面能够有效控制煅烧产物的粒径；另一方面能够使得所述固体沉淀物进行充分煅烧。对所述固体沉淀物进行粉化处理的方法可以是但不仅仅是研磨等方法。

在含氧气氛中将经粉化处理后的所述固体沉淀物进行煅烧后，所述固体沉淀物在高温中形成烧绿石结构的氧化物Y₂Ru₂O₇。在一实施例中，所述煅烧处理的1000-1100℃，时间为6-20h。通过优化煅烧的温度和时间，使得煅烧产物充分烧结，而且形成烧绿石结构晶体。

因此，上文所述酸性析氧反应催化剂的制备方法制备的酸性析氧反应催化剂贵重金属含量低，但是依然具有高的析氧催化活性，而且能够保证酸性析氧反应催化剂催化性能稳定。另外，所述制备方法工艺条件易控，可重复性好，生产效率高，有效降低了生产成本。另外，经检测，所述酸性析氧反应催化剂的制备方法制备的酸性析氧反应催化剂Y₂Ru₂O₇的粒径为200nm～800nm。

再一方面，在上文所述酸性析氧反应催化剂及其制备方法的基础上，本方面实施例还提供了一种析氧反应电极。所述析氧反应电极包括上文所述的酸性析氧反应催化剂。这样，由于所述酸性析氧反应催化剂贵重金属的含量低，其析氧催化活性高，酸性环境稳定性高，且其制备方法工艺条件易控，可重复性好。因此，所述析氧反应电极经济成本低，而且析氧率高。

进一步地，本发明实施例还提供了一种电化学装置。所述电化学装置包括必要的部件，如包括阳极和阴极。其中，所述阳极为本发明实施例析氧反应电极。由于所述析氧反应电极经济成本低，而且析氧率高，因此，所述电化学装置电解水制氢的成本低，而且效率高。在具体实施例中，所述电化学装置可以是质子交换膜(PEM)水电解装置。

又一方面，在上文所述析氧反应电极和电化学装置的基础上，本发明实施例提供了一种由水生成氢气和氧气的方法。所述方法包括如下步骤：

S07：提供与电化学装置所含的阳极接触的水；

S08：对所述电化学装置通电，以分别在所述电化学装置的阴极和阳极上将所述水的至少一部分转化成氢气和氧气。

其中，步骤S07中的电化学装置为上文本发明实施例电化学装置，因此，其所含的阳极为上文本发明实施例析氧反应电极。这样，所述电化学装置的阳极含有上文所述的酸性析氧反应催化剂。这样，由于所述由水生成氢气和氧气的方法由于采用本发明实施例电化学装置，因此，水生成氢气和氧气的效率高，经济成本低。

现提供多个具体实施例对本发明进行进一步详细说明。

1.酸性析氧反应催化剂及其制备方法实施例

实施例11

本实施例提供了一种酸性析氧反应催化剂及其制备方法。所述酸性析氧反应催化剂为烧绿石结构的Y₂Ru₂O₇。

所述酸性析氧反应催化剂制备方法包括如下步骤：

S11.将Y(NO₃)₃·6H₂O溶于去离子水中，得到第一溶液，浓度为0.005mol L^-1；

S12.将RuCl₃加入S11所述溶液，得到第二溶液，RuCl₃的浓度为0.005mol L^-1，搅拌10分钟；

S13.将柠檬酸溶于步S12的第二溶液，搅拌30分钟，柠檬酸的浓度为0.022mol L^-1；后用氨水调节混合溶液的pH至8.5；

S14.将S13的溶剂80℃水浴加热，蒸干溶剂，得到的产物放入真空干燥箱中，120℃干燥10h；

S15.将S14得到的干燥粉末研磨20分钟，放入坩埚中，空气中煅烧12h，煅烧温度为1000℃。

实施例12

本实施例提供了一种酸性析氧反应催化剂及其制备方法。所述酸性析氧反应催化剂为烧绿石结构的Y₂Ru₂O₇。

所述酸性析氧反应催化剂制备方法包括如下步骤：

S11.将Y(NO₃)₃·6H₂O溶于去离子水中，得到第一溶液，浓度为0.01mol L^-1；

S12.将RuCl₃加入S11所述溶液，得到第二溶液，RuCl₃的浓度为0.01mol L^-1，搅拌10分钟；

S13.将柠檬酸溶于步S12的第二溶液，搅拌30分钟，柠檬酸的浓度为0.05mol L^-1；后用氨水调节混合溶液的pH至9；

S14.将S13的溶剂85℃水浴加热，蒸干溶剂，得到的产物放入真空干燥箱中，120℃干燥10h；

S15.将S14得到的干燥粉末研磨20分钟，放入坩埚中，空气中煅烧10h，煅烧温度为1050℃。

实施例13

本实施例提供了一种酸性析氧反应催化剂及其制备方法。所述酸性析氧反应催化剂为烧绿石结构的Y₂Ru₂O₇。

所述酸性析氧反应催化剂制备方法包括如下步骤：

S11.将Y(NO₃)₃·6H₂O溶于去离子水中，得到第一溶液，浓度为0.02mol L^-1；

S12.将RuCl₃加入S11所述溶液，得到第二溶液，RuCl₃的浓度为0.02mol L^-1，搅拌10分钟；

S13.将柠檬酸溶于步S12的第二溶液，搅拌30分钟，柠檬酸的浓度为0.1mol L^-1；后用氨水调节混合溶液的pH至9；

S14.将S13的溶剂85℃水浴加热，蒸干溶剂，得到的产物放入真空干燥箱中，120℃干燥10h；

S15.将S14得到的干燥粉末研磨20分钟，放入坩埚中，空气中煅烧20h，煅烧温度为1100℃。

实施例14

本实施例提供了一种酸性析氧反应催化剂及其制备方法。所述酸性析氧反应催化剂为烧绿石结构的Y₂Ru₂O₇。

所述酸性析氧反应催化剂制备方法包括如下步骤：

S11.将YCl₃溶于去离子水中，得到第一溶液，浓度为0.02mol L^-1；

S12.将(NH₄)₂RuCl₆加入S11所述溶液，得到第二溶液，RuCl₃的浓度为0.02mol L^-1，搅拌10分钟；

S13.将柠檬酸溶于步S12的第二溶液，搅拌30分钟，柠檬酸的浓度为0.1mol L^-1；后用氨水调节混合溶液的pH至9；

S14.将S13的溶剂85℃水浴加热，蒸干溶剂，得到的产物放入真空干燥箱中，120℃干燥10h；

S15.将S14得到的干燥粉末研磨20分钟，放入坩埚中，空气中煅烧20h，煅烧温度为1100℃。

实施例15

本实施例提供了一种酸性析氧反应催化剂及其制备方法。所述酸性析氧反应催化剂为烧绿石结构的Y₂Ru₂O₇。

所述酸性析氧反应催化剂制备方法包括如下步骤：

S11.将Y(NO₃)₃·6H₂O溶于去离子水中，得到第一溶液，浓度为0.005mol L^-1；

S12.将RuCl₃加入S11所述溶液，得到第二溶液，RuCl₃的浓度为0.005mol L^-1，搅拌10分钟；

S13.将乙二胺四乙酸溶于步S12的第二溶液，搅拌30分钟，乙二胺四乙酸的浓度为0.022mol L^-1，静置老化处理1天；

S14.将S13老化处理的溶液进行过滤，收集的沉淀物，并采用去离子水多次清洗后放入真空干燥箱中，120℃干燥10h；

S15.将S14得到的干燥粉末研磨20分钟，放入坩埚中，空气中煅烧12h，煅烧温度为1000℃。

2.析氧反应电极及电化学装置实施例

实施例21-25

分别取实施例11至实施例15提供的酸性析氧反应催化剂Y₂Ru₂O₇催化剂5mg，取乙炔黑1mg，溶于0.7mL异丙醇和0.3mL去离子水溶液中，超声10min，用移液枪量取30uL的5wt％的Nafion溶液，继续冰浴分散1h。取8uL涂覆于直径为5mm的玻碳电极上，自然晾干。以标准氢电极为参比电极，铂网为对电极，组成三电极电化学体系，在0.5M H₂SO₄溶液中，通氮条件下，进行电化学性能测试。

对比例

取商业IrO₂催化剂5mg，取乙炔黑1mg，溶于0.7mL异丙醇和0.3mL去离子水溶液中，超声10min，用移液枪量取30uL的5wt％的Nafion溶液，继续冰浴分散1h。取8uL涂覆于直径为5mm的玻碳电极上，自然晾干。以标准氢电极为参比电极，铂网为对电极，组成三电极电化学体系，在0.5M H₂SO₄溶液中，通氮条件下，进行电化学性能测试。以此作为Y₂Ru₂O₇催化剂的对比样品。

3.相关性能的测试

将本实施例11制备的Y₂Ru₂O₇催化剂进行X射线粉末衍射，所得的衍射曲线如图1所示。由图1可知，产物催化剂确实为Y₂Ru₂O₇，而且纯度高。其他实施例提供的Y₂Ru₂O₇催化剂衍射曲线与图1相同。

将本实施例11制备的Y₂Ru₂O₇催化剂和商业IrO₂析氧催化剂分别进行极化测试、稳定性测试和塔菲尔斜率计算，其中，极化测试的扫描频率为10mV s^-1；稳定性测试的循环伏安扫描次数为2000次，扫描电压范围为1.35V-1.6V，扫描速度为100mV s^-1。

经测试，实施例11提供的Y₂Ru₂O₇催化剂和商业IrO₂的极化曲线图如图2所示，由图2可知，在相同施加电位下，Y₂Ru₂O₇的电流密度明显优于IrO₂，说明Y₂Ru₂O₇电化学性能更好。

实施例11提供的Y₂Ru₂O₇催化剂和商业IrO₂的菲尔斜率如图3所示，由图3可知，Y₂Ru₂O₇的塔菲尔斜率比IrO₂要小，在增加相同施加电位的情况下，Y₂Ru₂O₇增加的电流密度更多。

实施例11提供的Y₂Ru₂O₇催化剂和商业IrO₂的稳定性如图4所示，由图4可知，在2000次循环伏安扫描下(电压扫描范围：1.1～1.6V，扫描速率：100mV/s)，Y₂Ru₂O₇催化剂甚至比商业IrO2催化剂更稳定。

其他实施例提供的Y₂Ru₂O₇催化剂和商业IrO₂极化曲线图、菲尔斜率和稳定性分别与图2、3、4所呈现的特性相近。

由此可知本发明实施例提供的酸性析氧反应催化剂催化活性高，稳定性好，纯度高，而且其制备方法重复性好。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种酸性析氧反应催化剂，其特征在于：所述酸性析氧反应催化剂为Y₂Ru₂O₇。

2.根据权利要求1所述的酸性析氧反应催化剂，其特征在于：所述Y₂Ru₂O₇的粒径为200nm～800nm。

3.一种酸性析氧反应催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

按照Y₂Ru₂O₇中Y和Ru元素的摩尔比，将Y盐和Ru盐进行溶解，配制混合溶液；

向所述混合溶液中添加金属离子配合物，再将混合溶液的pH调节至呈碱性，然后除去混合溶液中的溶剂，得到固体混合物；或

向所述混合溶液中添加金属离子配合物，静置老化处理后进行固液分离，将收集的沉淀进行洗涤处理后进行干燥处理后，得到固体沉淀物；

将所述固体混合物或所述固体沉淀物进行粉化处理后于含氧气氛中进行煅烧处理。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述Y盐为Y(NO₃)₃·6H₂O、YCl₃、YCl₃·6H₂O中的至少一种；和/或

所述Ru盐为RuCl₃、(NH₄)₂RuCl₆、K₂RuCl₅(H₂O)中的至少一种。

5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于：在所述混合溶液中，所述Y盐的浓度为0.001～0.02mol L^-1，所述Ru盐的浓度为0.001～0.02mol L^-1。

6.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于：所述金属离子配合物为乙二胺四乙酸、柠檬酸中的至少一种；和/或

所述碱性的混合溶液的pH值为8.5～9；和/或

所述金属离子配合物加入所述混合溶液中的量为所述金属离子配合物与所述混合溶液中的Y和Ru金属离子总量的摩尔比为(1～12)：1，或所述金属离子配合物在所述混合溶液中的摩尔浓度为0.05mol L^-1-0.5mol L^-1。

7.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于：所述煅烧处理的1000-1100℃，时间为6-20h。

8.一种析氧反应电极，其特征在于：所述析氧反应电极包括权利要求1-2任一项所述的酸性析氧反应催化剂或由权利要求3-7任一项所述的制备方法制备的酸性析氧反应催化剂。

9.一种电化学装置，包括阳极和阴极，其特征在于：所述阳极为权利要求8所述的析氧反应电极。

10.一种由水生成氢气和氧气的方法，所述方法包括如下步骤：

提供与权利要求9所述的电化学装置所含的所述阳极接触的水；

对所述电化学装置通电，以分别在所述阴极和阳极上将所述水的至少一部分转化成氢气和氧气。