(110)晶面全择优取向Cu镀层的制备及其条件优化

研究了添加剂聚乙二醇(PEG)、氯离子(Cl－)和电流密度对Cu的电沉积过程的影响, 着重探讨了制备(110)晶面全择优取向Cu镀层的电沉积条件及其形成机理. 循环伏安(CV)结果表明, PEG阻化Cu的电沉积, Cl－加快Cu的电沉积速率. XRD实验结果表明, PEG和Cl－在一定浓度范围有利于(110)晶面择优取向; 这两种不同特性的添加剂的协同作用可以制得(110)晶面全择优取向的较薄的Cu镀层; 所制备的全择优Cu镀层较稳定. 全择优取向Cu镀层形成的机理在于PEG和Cl－吸附过程联合起作用, 在不同晶粒的不同晶面进行选择吸附, 改变了晶面的生长速率及晶粒的快生长方向.     

Zn(Ⅱ)在锌电极上的电沉积机理

在Zn(Ⅱ)-NH_4Cl准中性体系中,采用循环伏安法(CV)研究了Zn~(2+)在锌电极上的反应方式,通过计时电流法(CA)研究了Zn~(2+)沉积的成核方式,利用交流阻抗谱(EIS)考察了不同过电位时Zn~(2+)沉积的阻抗行为。结果表明:Zn~(2+)的电沉积是一个不可逆电极反应,以两步骤单电子串联的方式进行,第一步为速控步;电极反应的电荷传递系数与锌电极的表面结构有关。在恒电位条件下,体系中锌电极上Zn~(2+)的结晶近似于三维瞬时成核方式。Zn~(2+)的沉积经历了覆盖、吸附成膜、大量晶核形成等过程,该过程随着控制电位的负移由电化学极化过渡到电化学极化-浓差极化混合控制阶段。最后给出了Zn~(2+)在锌电极上电沉积过程的机理。     

离子液体中钴的电沉积行为

在含有氯化钴的室温离子液体氯化1-甲基-3-乙基咪唑(EMIC)和乙二醇(EG)体系中研究了金属钴的电沉积. 循环伏安法测试表明, 在EMIC-CoCl2熔盐中, 乙二醇的加入促进了EMIC的解离, 从而使氧化还原电流增大, 在EMIC-CoCl2-EG体系中钴的电沉积是受扩散控制的非可逆电极过程, 在该电解液体系中, Co(II)在Pt电极上的传递系数α为0.30, 扩散系数D0为4.16×10^-6 cm·s^-1; 计时电流法研究表明, 钴在铂电极上的电结晶过程符合三维连续成核的生长机理; 场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)观察镀层的微观形貌显示, 金属钴的结晶细小. XRD分析证实, 镀层为纯钴, 沉积的钴是晶态和微晶态的混合物, 并且晶粒尺寸为纳米级.     

PEG-Cl－添加剂存在下的铜电结晶过程研究

用线性电位扫描、循环伏安和计时安培电化学方法研究了聚乙二醇(PEG)和Cl^－同时存在时, 酸性镀铜溶液中Cu在玻碳电极(GCE)上的电结晶过程. 研究表明, PEG-Cl^－作用下Cu 的电结晶按瞬时成核和三维生长方式进行. PEG-Cl^－使电极表面的活性点急剧减少, 并降低了Cu^2＋的扩散系数, 阻化了Cu的电沉积和成核过程. PEG-Cl^－作用时, Cl^－离子仍然表现出较强的促进作用, 随Cl^－浓度的增大, Cu^2＋的扩散系数、Cu的沉积速度和成核速度都有所提高. 适宜的PEG, Cl^－浓度使成核数密度增大.     

聚苯胺/同位镀铋膜修饰电极脉冲溶出伏安法同时测定铅和镉

采用电聚合苯胺及同位镀铋膜于玻碳电极表面制备出聚苯胺/铋膜修饰电极,利用所制备的修饰电极以差分脉冲溶出伏安法同时测定溶液中的Pb~(2+),Cd~(2+)。分别采用扫描电镜和红外光谱法表征了修饰电极的形貌与结构特征,并以差分脉冲伏安法对修饰电极的电化学特性进行了研究。实验表明,共沉积形成的铋膜显著增强了待测离子的溶出峰电流。实验优化了缓冲溶液、p H、沉积时间、沉积电位、Bi~(2+)浓度等实验参数。在最佳的实验条件下,溶出峰电流与Pb~(2+),Cd~(2+)分别在0.02~1.0μmol/L和0.04~1.0μmol/L的浓度范围内成良好的线性关系,检出限(S/N=3)分别为5.0 nmol/L和12 nmol/L。方法可用于用于实际水样Pb~(2+),Cd~(2+)的测定。     

钕掺杂二氧化铅复合阳极的电化学性能研究北大核心CSCD

利用电沉积法制备了钕(Nd)掺杂钛(Ti)基二氧化铅(PbO_2)复合阳极,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电化学阻抗谱、线性扫描伏安法、循环伏安法等对所制备电极的表面形貌、物相组成及电化学性能进行了分析.结果表明,Nd掺杂使得PbO_2阳极表面颗粒变小、结构更加致密,增大了电极比表面积,改善了电极电化学性能.PbO_2和PbO_2-Nd阳极表层主要为β-PbO_2,Nd掺杂提高了β-PbO_2的结晶纯度,改变了表面相的相对丰度,促进了β(101)晶面形成.PbO_2-Nd阳极具有更小的电化学反应电阻,更高的析氧电位,更强的电子交换能力和更长的使用寿命.将所制备电极应用于处理苯酚模拟难降解有机废水,PbO_2-Nd阳极对苯酚具有更好的电催化氧化效果,降解3 h,苯酚去除率达85.7%,COD去除率达73.8%.循环使用6次,PbO_2-Nd阳极电催化活性无明显衰减,显示出更好的电催化耐久性.     

纳米陶瓷颗粒的电催化效应及其在复合刷镀层中的化学状态

采用循环伏安法和电位阶跃法研究了nano-Al₂O₃ / Ni复合电刷镀体系的电化学响应，探讨了纳米颗粒对复合电沉积的影响；用X射线光电子谱研究了复合镀层中nano-Al₂O₃颗粒与基质金属之间的相互作用。结果表明纳米颗粒能使金属沉积过电位显著降低，电流效率、金属成核率及晶体生长速度增加，从而对金属镍的电结晶表现出明显的催化效应；在金属镍电结晶过程中，部分到达阴极附近的nano-Al₂O₃颗粒被电极表面捕获。金属生长面上的吸附态镍原子到达纳米颗粒与电极表面接触处，与该处纳米颗粒表面的不饱和氧原子形成Ni-O化学键，纳米颗粒与基质镍以化学键形式结合。纳米颗粒与电极表面的结合区域成为新的成核或生长中心，在随后的刷镀过程中纳米颗粒逐渐被电沉积的金属镍包埋，从而形成复合镀层。     

CuCl2硅溶胶和水溶液中铜的电化学行为研究

采用循环伏安法和计时安培法研究了CuCl2硅溶胶和水溶液中铜在玻碳电极上的电沉积和电结晶行为.结果表明在两种CuCl2电解质中,铜的电沉积分两个步骤完成,Cu2+还原为Cu+在硅溶胶中较水溶液中容易;采用吸附-成核模型解析电流-时间暂态曲线,并确定铜的电结晶机理为扩散控制下的连续成核三维生长(3DP),Cu2+在水溶液中的扩散系数较硅溶胶中的大,但相同电位下在硅溶胶中的饱和成核数密度高于水溶液中.     

Te,CdTe,HgCdTe的电沉积及其成核机理

应用自装微机联用恒电位系统研究了在玻璃碳或铁电极上Te、CdTe、HgCdTe的电沉积及其电结晶成核机理。结果表明,在酸性溶液中,HTeO_2~+的阴极还原符合4电子还原机理,其电结晶生长表现为由HTeO_2~+扩散控制的三维瞬时成核机理;CdTe沉积层的形成是亚碲酸还原的延续,其电结晶成核机理因电位阶跃值、沉积温度及溶液pH值的改变而由HTeO_2~+扩散控制的三维瞬时成核转变为二维瞬时成核机理;对HgCdTe,其电沉积过程的动力学步骤可设想为: Hg~(2+)+2e—→Hg,HTeO_2~++3H~++4e—→Te+2H_2O xHg+Te—→Hg_2Te,Hg_2Te+(1—x)Cd~(2+)+2(1—x)e—→Hg_2Cd_(1-2)Te 相关的结晶生长除受各种实验因素影响外,还与CdTe的成核过程有关。在本文实验条件下,大体遵循二维瞬时成核机理。     

温度对PbO2电沉积形核生长过程的影响研究

为了探讨温度对PbO₂电沉积形核生长过程的影响,在25℃、35℃、45℃、55℃、65℃使用电化学工作站测试了PbO₂在玻碳电极上沉积过程的循环伏安曲线、计时电位曲线及计时电流曲线,并对不同温度下电沉积的PbO₂镀层进行了SEM和XRD分析. 结果表明,在不同温度下PbO₂都经历了成核和核生长过程. 温度的升高没有改变PbO₂电沉积三维连续成核的模式,降低了沉积过程溶液阻力,对成核和晶体生长速率均有促进作用,在晶核密度达到饱和晶核密度以前,是以促进成核速率为主,减小PbO₂颗粒尺寸. 达到饱和晶核密度后,电沉积后期以促进晶体生长速率为主,不利于形成细小PbO₂颗粒.高温使得析氧速率提高,能耗增大.由实验结果得出,在55℃时得到的PbO₂镀层粒径最小.     

添加剂作用下钯电沉积行为研究

在含有4 g•L－1 Pd(NH3)2Cl2和104 g•L－1 NH4H2PO4的闪镀钯基础电解液中,采用极化曲线、循环伏安法和计时安培法研究添加剂作用下钯在玻璃碳电极上的电沉积和电结晶行为.结果表明,添加剂阻化钯的电沉积;钯在玻碳电极上的交换电流密度很低;钯电沉积过程经历了晶核形成过程,其电结晶机理在不含添加剂时接近于三维连续成核,含添加剂时接近于三维瞬时成核.     

镍钨硼合金电沉积机理及镀层微晶尺寸

应用循环伏安、恒电位阶跃和X射线衍射 (XRD)等方法研究了Ni_W_B合金电沉积特点和镀层微晶尺寸 .结果表明 ,在以柠檬酸铵为络合剂的溶液中 ,Ni_W_B合金沉积层较Ni_W合金有较低的电化学活性 .电位阶跃i～t曲线分析表明 ,在玻碳电极上Ni_W_B合金电结晶过程遵循扩散控制瞬时成核三维成长模式 ,且随过电位的增加 ,电极表面晶核数增多 .XRD测试结果表明 ,随沉积电流密度提高 ,合金镀层微晶尺寸逐渐增大 ,说明电流密度提高将更加有利于Ni_W_B合金电结晶过程中的晶核生长 .     

Electrochemical Behavior of Copper in CuCI2 Silica Sol and Aqueous Solutions

采用循环伏安法和计时安培法研究了CuCl2硅溶胶和水溶液中铜在玻碳电极上的电沉积和电结晶行为．结果表明在两种CuCl2电解质中，铜的电沉积分两个步骤完成，Cu^2＋还原为Cu^＋在硅溶胶中较水溶液中容易；采用吸附一成核模型解析电流一时间暂态曲线，并确定铜的电结晶机理为扩散控制下的连续成核三维生长（3DP），Cu^2＋在水溶液中的扩散系数较硅溶胶中的大，但相同电位下在硅溶胶中的饱和成核数密度高于水溶液中．     

氯离子对铜在玻碳电极上电结晶的影响

采用线性扫描伏安法和计时安培法研究了硫酸铜溶液中铜在玻碳电极上电结晶 的初期行为。在含与不含氯离子的0.05mol·L~(-1) cUso_4-0.5 mol·L~(-1) H_2SO_4电解液中,循环伏安实验结果表明铜在玻碳基体上的沉积没有经过UPD过 程;氯离子明显使Cu的沉积和氧化峰变得尖锐,促进Cu的沉积速度。计时安培实验 结果表明,Cu的电结晶按瞬时成核和三维生长方式进行。氯离子不改变Cu的结晶机 理,但在I～t曲线中,导致电流达最大(I_m)所需的时间t_m减小、晶核数密度和生 长速度增大,从而明显改变Cu沉积层的质量。当Cl~-浓度在10～20mg·L~(-1)范围 内,成核的晶核数密度达较大,即氯离子的最适宜添加量。     

硫脲对镍电沉积的作用

应用循环伏安和阻抗＿电位法研究了硫脲(TU)对玻碳电极和镀镍玻碳电极上镍沉积过程的影响.结果表明,在玻碳电极上镍的电沉积呈现明显的电化学成核机理,而在镀镍玻碳电极上则无此特征.TU的存在虽阻碍了Ni晶核的形成,但却能加速晶粒的生长.     

异亮氨酸修饰电极在痕量铅测定中的应用

建立了以异亮氨酸修饰玻碳电极为工作电极、方波伏安法测定Pb~(2+)的方法,优化确定了电极修饰及Pb~(2+)测定的条件。在最佳条件下,在5.0~50 nmol/L和0.05~5.0μmol/L范围内,Pb~(2+)的氧化峰电流与其浓度呈线性关系,检测限为3.41 nmol/L,并对口红中的Pb含量进行了测定。机理研究表明,Pb~(2+)在修饰电极上的电化学反应受到扩散作用控制。     

玻碳电极上铜电沉积初期行为研究

运用循环伏安和计时安培法研究酸性镀铜溶液中硫酸和 2_巯基苯骈咪唑对铜电沉积初期行为的影响 .实验表明铜的电沉积经历了晶核形成过程 ,其电结晶按瞬时成核三维生长方式进行 ,硫酸对铜的电沉积具有加速作用 ,而 2_巯基苯骈咪唑对铜的电沉积起阻化作用 ,两者均不改变铜的电结晶机理     

添加剂3-巯基-1-丙烷磺酸钠对铜电沉积影响的研究

采用循环伏安(CV)、线性电位扫描(LSV)、计时安培(CA)和交流阻抗(AC impedance)电化学方法结合扫描电镜(SEM)研究了不同浓度的3-巯基-1-丙烷磺酸钠(MPS)对CuSO₄-H₂SO₄体系中铜在玻碳电极(GCE)上的电沉积过程的影响. CV, LSV和AC impedance实验结果一致表明 MPS阻化铜的电沉积, 并且随着MPS浓度的增加, 其阻化作用增强. 但是MPS对Cu的电结晶过程表现为促进作用, CA与SEM研究结果一致表明, MPS不改变Cu的电结晶成核机理, 仍然按瞬时成核和三维生长方式进行, 并且成核数目随着MPS浓度的增大而增加.     

CO32-对羟基乙叉二膦酸体系铜电结晶的影响

采用循环伏安和计时安培法研究了羟基乙叉二膦酸(HEDPA)镀铜液中铜在玻碳电极上电结晶的初期行为。结果表明：羟基乙叉二膦酸(HEDPA)镀铜体系中,铜的电沉积过程经历了晶核形成过程;当溶液中不含CO32-时,其电结晶按连续三维成核方式进行,而CO32-的加入,使得铜电结晶按瞬时三维成核方式进行;成核数密度都随着电位的提高而增加。这可能是CO32- -以第二配体形式进入HEDPA和Cu2+构成的络合结构,从而形成更稳定的络合物吸附在电极表面所致。     

超支化聚酯对聚乙二醇非等温结晶行为的影响

利用差示扫描量热法(DSC)、偏光显微镜(POM)以及傅里叶变换红外(FTIR)光谱研究了一种超支化聚酯(HBP)对聚乙二醇(PEG)非等温结晶行为的影响,用Ozawa法、Jeziorny法和莫志深法对非等温结晶动力学进行了分析.结果表明:PEG和HBP/PEG的非等温结晶过程可用Ozawa和莫志深动力学方程描述,与Jeziorny动力学方程不符;超支化聚酯的加入改变了PEG的结晶成核和生长机理,对PEG的结晶有一定的延缓作用.超支化聚酯中的羰基与PEG的端羟基形成的氢键以及超支化聚酯自身较大的分子体积和高度支化的结构所导致的位阻效应是超支化聚酯延缓PEG结晶的主要原因.