碲欠电位沉积于金衬底上碲离子浓度和扫描速率对欠电位的影响

电化学原子层外延;欠电位沉积;碲;热电材料     

欠电位沉积研究现状——II.欠电位沉积的研究方法及其应用

总结了主要的欠电位沉积(upd)的原位研究方法, 包括电化学研究方法(循环伏安(CV)、计时电流(CHR)和电化学阻抗谱(EIS))、界面分析方法(电化学石英晶体微天平(EQCM)和电化学扫描隧道显微镜/电化学原子力显微镜(ECSTM/ECAFM))及X射线分析技术(X 射线吸收谱(XAS)和表面X射线散射(SXS)). 根据这些研究方法, 总结和探讨了许多体系的upd特征, 分析了upd微观特征与宏观的测试结果的对应关系及其原理. 此外, 探讨了基于这些研究方法得出的关于upd的重要结论, 并对比分析了上述研究方法的优缺点. 在upd应用领域的研究方面, 主要从四个方面进行了概述, 涉及功能材料电合成、电分析应用、电化学原子层外延(ECALE)和表征贵金属(或纳米)材料电化学活性面积(ECSA), 并简析了上述应用研究中涉及的关于upd 过程的原理. 最后, 总结了upd研究方法和应用研究的现状并展望了其未来发展趋势.     

锌在金电极上的欠电位沉积

采用循环伏安法和计时电流法,研究了强碱溶液中锌在金电极上的欠电位沉积。 通过改变锌离子浓度和扫描速率等实验参数,在约-0.935 V（vs.SCE）开始出现锌的欠电位沉积,并且金属离子浓度的变化可能会影响到欠电位沉积过程的动力学机制;计时电流实验证实,锌欠电位沉积于金衬底上遵循的是受掺入吸附原子控制的二维瞬时成核和生长机制;且OH-离子的吸附对锌欠电位沉积具有重要的影响。     

欠电位沉积研究现状——I.欠电位沉积理论

欠电位沉积(upd)具有重要的理论和应用价值, 一直是电化学领域的研究热点. upd 过程理论研究的实质主要为围绕沉积基体、沉积物种和阴离子(或其他有机添加剂)三者在upd过程中的相互作用关系和规律的研究. 本文从upd 过程热力学和动力学两个方面出发, 系统地概述了近年来国内外在upd 理论研究方面的进展.在upd过程热力学方面, 从欠电位位移(ΔE_upd)、upd电吸附价(γ)、温度对upd的影响和电化学吸附等温线四个方面进行了阐述, 概括和分析了upd 过程热力学研究中涉及的相关数学表达式及其应用; 在其动力学方面, 主要概述了upd成核和生长过程动力学, 总结介绍了借助相关数学模型在分析upd过程动力学特征方面的研究. 此外, 简单介绍了计算化学在upd 研究中的应用成果; 最后, 总结了upd 的理论研究现状并展望了upd 的未来研究方向.     

甲醇在欠电位沉积Ru修饰Pt电极上的催化氧化

采用欠电位沉积(upd)方法在Pt 表面沉积亚单层的Ru制备出upd-Ru/Pt 电极. 通过欠电位沉积前后电极在0.5 mol·L-1 H2SO4溶液中循环伏安图-152 - 128 mV(vs Ag/AgCl)电位范围内对氢区的数值积分确定Pt表面Ru 的覆盖度. 用电化学方法测试了甲醇在upd-Ru/Pt电极上的催化氧化, 并讨论分析了欠电位沉积电位和Ru的表面覆盖度对甲醇氧化的影响. 结果表明, Ru能够欠电位沉积到Pt表面. Pt表面欠电位沉积少量的Ru 即能大大促进甲醇的氧化.只要控制upd-Ru的沉积量, upd-Ru原子就能大大促进甲醇氧化而与沉积电位无关. Ru原子对甲醇氧化的促进作用与Ru和Pt是否形成合金无关, 而取决于Ru 在Pt表面的百分含量.     

锰欠电位沉积的密度泛函计算与循环伏安实验的研究

用密度泛函计算和循环伏安法研究了锰在金和铅表面的欠电位沉积(UPD)行为. 理论计算, 假设生成紧密的二维相(2D)欠电位沉积层, 用基于密度泛函理论的DMol3软件计算在金与铅表面生成2D相锰层的欠电位偏移值∆fE2DMe, 证明锰在金表面可发生欠电位沉积, 而在铅表面不能发生欠电位沉积. 循环伏安实验结果与理论计算不一致: 金电极析氢电位高不利于研究锰的还原沉积反应, 没有发现锰的欠电位沉积现象; 铅电极在MnCl2溶液中有锰的欠电位沉积现象. 这种理论计算与电化学实验结果的差异, 主要是因为理论计算没有考虑溶剂与阴离子特性吸附作用的影响, 理论计算模型是电化学实验体系的一种理想模型.     

电化学原子层外延法制备碲化铋薄膜

电化学原子层外延法制备碲化铋薄膜;电化学原子层外延;欠电位;碲化铋;热电薄膜     

锑(III)在铂电极上的欠电位沉积行为

由于经欠电位沉积（UPD）形成的吸附金属原子居可以改变电极表面的结构和组成，从而达到增强电祝活性的目的，因此欠电位沉积在电化学领域中颇受重视．对于梯（Ⅲ）的欠电位沉积行为，自1953年Mills和Wills发现锑（Ⅲ）可在AS电极上形成单电子层[1]以后，Schimide等人和Motoo等人分别研究证实梯（Ⅲ）可在Au电极上[2]和Pt电极上[3]发生火电位沉积，并且Motoo等人使用梯（V）化合物测定了每个吸附梯原子占据的铂原子数[4]．本文试图用电位扫描法、微分电容法、电位阶跃法等实验方法对锑（Ⅲ）在柏电极上的大电位沉积并为进行系统的研究…     

铅于旋转银盘电极上欠电位沉积的计时库仑法研究

用计时库仑法研究了Ｐｂ２＋于旋转Ａｇ盘电极（Ａｇ－ＲＤＥ）上的欠电位沉积（ＵＰＤ）性质。实验证明,支持电解质（０．０１ｍｏｌ／Ｌ　ＨＮＯ３＋０．０１　ｍｏｌ／Ｌ ＮａＣＩ）中Ｃｌ－离子的存在有利于取得稳态条件下ＵＰＤ Ｐｂ的电量值。其氧化过程电量（Ｑａ）,代表Ｐｂ２＋吸附单层被定量转化为ＵＰＤ Ｐｂ单层的量,Ｑａ的平均值为３９３．３μＣ／ｃｍ２,相应于２×１０－９ｍｏｌ／ｃｍ２Ｐｂ２＋表面复盖量。     

甲醇在欠电位沉积Sn/Pt电极上催化氧化

在欠电位沉积（upd）锡修饰的铂电极（upd-Sn/Pt）上,对甲醇电化学催化氧化过程进行了研究.发现当Pt表面upd-Sn的覆盖率在20％附近时,对甲醇的催化氧化的增强作用最为明显；在电位低于0.35 V （vs RHE）时,甲醇在Pt与upd-Sn/Pt电极上氧化只进行到脱氢生成CO的步骤;在0.35 V以后,表面Sn－OH形成,反应Sn－OH＋COads=Sn＋CO2＋H＋＋e有利于表面CO的去除;而Pt电极上,只有0.6 V以后,才有反应Pt－OH＋COads=Pt＋CO2＋H＋＋e发生.因此,Sn的存在有利于甲醇在较低的电位下氧化; Pt电极上CH3OH脱氢并释放出电子的过程是一个快速的过程,表面CO的去除是甲醇氧化过程的控制步骤;甲醇氧化产生的表面吸附态CO 以线式吸附为主,少量的桥式吸附态CO在反应初期即达到吸附饱和; Pt表面上upd-Sn表现的催化增强作用,在光亮铂电极和在高分散铂黑电极上是一致的.     

Sb在Au电极上不可逆吸附的电化学过程

用电化学循环伏安法和电化学石英晶体微天平(EQCM)技术研究了Sb在Au电极上不可逆吸附的电化学过程. 研究结果表明, 在-0.25 V到0.18 V(vs SCE)范围内, Sb可在Au电极上稳定吸附, 并且在0.15 V附近出现特征氧化还原峰. 根据EQCM实验数据, 在电位0.18 V时, Sb在Au电极上的氧化产物是Sb2O3; 同时Sb的吸附阻止了电解液中阴离子和水在Au电极上的吸附. 当电极电位超过0.20 V时, Sb2O3会被进一步氧化成Sb5+化合物, 同时逐渐从Au电极表面脱附.     

Electrochemical Behavior of Irreversibly Adsorbed Sb on Au Electrode

The electrochemical processes of irreversibly adsorbed antimony (Sb_ad) on Au electrode were investigated by cyclic voltammetry (CV) and electrochemical quartz crystal microbalance (EQCM). CV data showed that Sb_ad on Au electrode yielded oxidation and reduction features at about 0.15 V (vs saturated calomel electrode, SCE). EQCM data indicated that Sb_ad species were stable on Au electrode in the potential region from −0.25 to 0.18 V (vs SCE); the adsorption of Sb inhibited the adsorption of water and anion on Au electrode at low electrode potentials. Sb₂O₃ species was suggested to form on the Au electrode at 0.18 V. At a potential higher than 0.20 V the Sb₂O₃ species could be further oxidized to Sb(V) oxidation state and then desorbed from Au electrode.     

Underpotential Deposition Study and Determination of Bismuth on Gold Electrode by Using Voltammetry

ＴｈｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｓｔｒｉｐｐｉｎｇｖｏｌｔａｍｍｅｔｒｙｗｉｔｈＵＰＤｃａｎｌｅａｄｔｏｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ,ｓｅｌｅｃｔｉｖｉ ｔｙａｎｄｒｅｖｅｒｓｉｂｉｌｉｔｙｆｏｒｅｌｅｃｔｒｏａｎａｌｙｔｉｃａｌｐｕｒｐｏｓｅａｎｄａｖｏｉｄｔｈｅｕｓｅｏｆｔｏｘｉｃｍｅｒｃｕｒｙａｓｔｈｅｗｏｒｋｅｌｅｃｔｒｏｄｅ1ａｎｄｔｈｅｎａｎａｌｙｔｉｃａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｈａｖｅｂｅｅｎｄｅｓｃｒｉｂｅｄ .2 4 Ｉｎｔｈｉｓｗｏｒｋ ,ｗｅｄｅｖｅｌｏ…     

Preparation of bismuth telluride thin film by electrochemical atomic layer epitaxy (ECALE)

Thin-layer electrochemical studies of the underpotential deposition (UPD) of Bi and Te on cold rolled silver substrate have been performed. The voltammetric analysis of underpotential shift demonstrates that the initial Te UPD on Bi-covered Ag and Bi UPD on Te-covered Ag fitted UPD dynamics mechanism. A thin film of bismuth telluride was formed by alternately depositing Te and Bi via an automated flow deposition system. X-ray diffraction indicated the deposits of Bi₂Te₃. Energy Dispersive X-ray Detector quantitative analysis gave a 2: 3 stoichiometric ratio of Bi to Te, which was consistent with X-ray Diffraction results. Electron probe microanalysis of the deposits showed a network structure that results from the surface defects of the cold rolled Ag substrate and the lattice mismatch between substrate and deposit. Translated from Chinese Journal of Applied Chemistry, 2005, 22 (11) (in Chinese)     

聚苯胺颗粒电极的制备与其电化学行为

采用循环伏安法,以含苯胺(An)的硫酸溶液为电解质,采用循环伏安技术在Pt微盘电极上得到随机、不连续沉积的聚苯胺(PAn)微颗粒和PAn膜.实验结果表明:H2SO4浓度、苯胺浓度、电位扫描上限和扫速对电化学合成随机、不连续沉积的PAn微颗粒具有重要影响.不连续随机沉积的PAn微颗粒电极与PAn膜电极在锂离子(Li-ion)电池电解质溶液中的行为有明显差异,不连续随机沉积的PAn微颗粒电极可以清楚地得到氧化还原电流峰,而PAn膜电极无法形成清晰的氧化还原电流峰.采用较缓慢扫描速度更有利于形成良好"结晶"的不连续PAn颗粒电极,该种电极可以同时具有高比能量和可逆性能.     

和厚朴酚的电化学行为及反应机理研究

和顾朴酚在０．１ｍｏｌ／Ｌ ＮＨ３－ＮＨ４Ｃｌ缓冲溶液（ＰＨ９．４）中,用线必 安法得到两个还原峰Ｐ１和Ｐ２。峰电位分别为ＥＰ１＝－０．２３Ｖ和ＥＰ２＝－１．１８Ｖ（ｖｓ,Ａｇ／ＡｇＣｌ）。用线性扫描与循环伏安法、脉冲极谱法和恒电位库仑法等手段研究体系的电化学行为及其反应机理。实验表明,Ｐ１和Ｐ２均为不可逆波。Ｐ１和Ｐ２的电子转移数均为２。和厚朴酚在汞电极上的吸附具有中性分子吸附的特征,吸附符合Ｆ