固/液界面原位红外显微镜和步进扫描时间分辨FTIR反射光谱及其在纳米材料科学中的应用

结合红外显微镜和步进扫描FTIR光谱仪 ,发展了固 /液界面电化学原位显微镜红外反射光谱和步进扫描快速时间分辨FTIR反射光谱 ,并应用于纳米材料特殊性能和电化学反应动力学的研究。研制纳米结构Pt微电极 ,获得CO吸附的红外特征随纳米结构和纳米尺度变化的原位显微镜红外谱图。利用纳米结构Pt微电极的异常红外效应 ,显著提高电化学原位红外反射光谱的灵敏度 ,获得分辨率达 5 0 μs的步进扫描时间分辨光谱。不仅发展了固 /液界面显微镜原位红外反射光谱新方法 ,并且拓展了电化学原位红外反射光谱在纳米材料科学研究中的应用。     

纳米结构Pt膜方波电位法制备及特殊红外性能

运用方波电位法处理Pt微电极,制备一系列具有较高表面粗糙度的纳米结构薄膜.扫描隧道显微镜（STM）观察到薄膜由Pt金属岛组成,并测得所研制的薄膜虽然其平均厚度从58 nm 增加到139 nm,但Pt金属岛的平均尺度仅从102 nm增加到114 nm,而岛的平均高度也只在15～18 nm之间变化.以CO为探针分子,结合原位FTIR反射光谱研究,发现所制备的纳米结构薄膜上吸附态CO的红外吸收都给出类Fano光谱,初步归结为Pt金属岛的尺度效应.     

Pd微电极阵列表面纳米薄膜的方波电位制备及其特殊的红外性能

制备了单根可寻址Pd微电极阵列,运用方波电位法对阵列上每根Pd微电极处理不同时间,诱导生成一系列不同纳米结构的Pd薄膜.以CO为探针分子,结合原位显微傅里叶变换红外反射光谱进行表面组合电化学研究,一次性地获得CO吸附在不同纳米结构Pd薄膜上的红外光谱.观察到随方波电位法处理时间的逐步增加,桥式吸附态CO的红外光谱峰从正常吸收光谱到类Fano光谱,再到异常红外光谱的转变过程.结合扫描电子显微镜观察纳米薄膜的形貌,发现不同红外光谱特征都对应着特定的纳米结构.     

纳米结构Pt膜上CO吸附的异常红外效应机理研究

CO吸附在经方波电势处理后的纳米结构Pt金属膜电极上可观察到异常红外效应（AIREs）.在实验基础上用粒子间的相互作用和电子-空穴衰减机理分析、模拟了AIREs，表明Pt金属表面的纳米岛状结构增强了CO分子间及CO分子与纳米结构表面的相互作用，电子-空穴衰减引起的能量转移和粒子间相互作用的增强可以导致异常红外吸收谱线变化特征的出现. 关键词： 异常红外效应 粒子相互作用 电子-空穴衰减