微系统科技的发展及电化学的新应用

本文根据田昭武在中国化学会第一届全国纳米技术与应用会议 (2 0 0 0 .11.2 8,厦门 )特邀大会报告内容整理而成 :1　微系统技术概述 (技术的必要性和前景 )2　发展微系统技术的特殊困难3　电化学在微系统技术中的应用　 3.1　用于复杂 3D 图形微加工的约束刻蚀剂层技术 (CELT)　 3.2　聚焦电泳和微系统在 (生物 )化学中的应用 (μ TAS或芯片上实验室 )　 3.3　芯片实验室中微流体输运网络的合理选择之一 -灵巧 (Smart)电渗泵4　结论     

表面增强拉曼光谱和电化学方法研究中性条件下咪唑对镍电极的缓蚀作用

利用表面增强拉曼光谱技术(SERS)研究了咪唑在镍电极表面的吸附机理和吸附方式,并分别比较了镍电极在加入咪唑前后溶液中的循环伏安曲线和极化曲线,计算了其缓蚀效率。结果表明,在镍电极表面,咪唑起到了较好的缓蚀效果;在研究电位区间内所得的SERS谱图中,面内振动峰占据了主导地位,咪唑是以垂直略带倾斜的方式吸附在镍电极表面的;而N—H面内弯曲振动峰(1 173 cm-1)的出现和pH值接近中性的研究体系证明了咪唑是以中性咪唑分子的形式存在;低波数区N—Ni伸缩振动峰(214 cm-1)的出现进一步验证了咪唑通过N原子与镍电极表面略带倾斜的吸附方式。     

铁电极表面拉曼光谱的初步研究

本文成功地把表面 Raman光谱研究拓宽到重要的过渡金属之一的铁电极上。实验尝试了多种粗糙处理方法 ,如 :化学刻蚀、现场和非现场电化学氧化还原等法对铁电极表面进行处理 ,并首次获得吸附在粗糙铁电极上的吡啶分子的高质量表面拉曼光谱。经过比较发现表面拉曼光谱信噪比的提高与电极表面粗糙度有很大的关系 ,合适的表面粗糙度极有可能诱导出弱的表面增强拉曼散射效应     

电化学溶解钛金属直接水解法制备纳米TiO_2

纳米材料是目前材料科学的热点 .TiO2作为一种重要的无机功能材料 ,具有温敏、气敏、光催化等功能 ,广泛用于光电材料、涂料、传感器、介电材料、催化剂及载体等重要领域 .由于其各种应用都与粉体的性能有直接关系 ,因此研究纳米 TiO2的制备方法具有重要的实际意义 [1].近年来 ,纳米 TiO2粉体制备方法有了很大的发展 ,如 TiCl4气相水解沉淀法 [2],乳浊液法和 Ti(OC4H9)4水解沉淀法 [1],喷雾热解法 [3],放电爆炸法 [4],反应电极埋弧法 [5],溶胶凝胶 (Sol gel)法 [6]等 ,其中溶胶凝胶法是制备纳米材料的有效方法 .但这些方法存在…     

两步法制备多孔硅及其表征II：脉冲电流法

采用脉冲阳极／阴极电流和化学氧化两步法分别在1：1的氢氟酸和乙醇溶液中及20％硝酸溶液中制备出孔径约为0．5－3μm,厚度大约为10－20μm的多孔硅样品,将获得的多孔硅结构再进一步用扫描电子显微镜和拉曼光谱仪进行表面形貌和光学性质的考察,与恒电流－化学氧化两步法制得的多孔硅相比,用脉冲电流法得到的多孔硅的孔径范围较大,且多孔层较厚,制备时加紫外光照显著提高了多孔硅的,并发生“蓝移”现象,用脉冲电流法制得的多孔硅在老化后（在干燥器放置一年）同样观察到光致发光明显增强。     

电化学析氢反应诱导的电荷传递SERS效应(英文)

应用高灵敏度的共焦显微拉曼技术 ,分别研究了水体系和不同pH值的硫脲体系中电化学反应与表面增强拉曼散射 (SERS)效应之间的关系 .研究结果表明 ,在电化学析氢反应电位区 ,电荷转移增强机制起主要作用 ,使表面物种的拉曼强度显著地增强 .     

SURFACE-ENHANCED RAMAN SCATTERING OF WATER IN HIGHLY CONCENTRATED NaClO_4 SYSTEMS

A highly concentrated NaClO_4 as a main supporting electrolyte was used to break hydrogen-bonded water structure in systems studied, by which strong surface-enhanced Raman scattering (SERS) signals of water from silver electrodes were detected in the system having a ten times lower halide concentration than the ordinary one; and a similar phenomenon was also observed in a system containing pseudo-halide SCN~- ions. The SERS spectra obtained in 0.1 mol/L LiCl and 3.0 mol/L LiClO_4 indicate the presence of two kinds of water molecules with very different behaviors on the surface. This peculiar phenomenon is discussed in details. It is achievable to extend SERS study on adsorbed water by adequate choice of electrolyte and control of surface treatment to the electrode in order to have a deeper insight into the complex structure of the electrochemical interface.     

脉冲激光沉积纳米TiO2薄膜电极的现场光电化学

在O3 /O2 气氛中采用 35 5nm激光烧蚀金属钛靶的反应性沉积薄膜方法 ,成功地在镀ITO膜的玻璃基片上制备了纳米锐钛矿相TiO2 薄膜电极 .用循环伏安法研究了在Li/TiO2 电池中TiO2 薄膜电极的电化学嵌入Li离子的行为 .由现场快速紫外可见吸收光谱实时监测TiO2 薄膜电极的显色特性 ,在波长 42 0和 6 5 0nm附近出现 2个明显的吸收峰 ,并发现TiO2 薄膜电极的吸收谱的涨落过程与Li离子的嵌入和脱嵌过程具有相关性与可逆性 ,表明该纳米TiO2 薄膜电极具有高质量的光电化学性能 .     

非水体系中电解镍中间产物制备纳米NiO

采用纯镍为阳极，乙酰丙酮和乙醇的混合溶液中加入少量有机胺导电盐为电解液，施加一定电流使镍溶解，然后将电解液直接水解，控制一定的水解条件，制备得到纳米NiO粉体. 采用拉曼光谱、红外光谱、元素分析、XRD 和TEM 分别对电解得到的纳米NiO前驱体和纳米NiO进行了分析与表征, 并探讨了电化学溶解镍金属法制备纳米NiO反应的影响因素.电化学溶解镍金属得到的前驱体为Ni(OEt)2(acac)2,这种不溶性镍醇盐配合物升温至40～50℃即可溶解于乙醇溶液中,可直接应用于溶胶 凝胶(Sol gel)过程.水解后的纳米NiO呈无定形结构, 350 ℃煅烧后形成立方晶型NaCl结构, 纳米NiO经600 ℃煅烧后粒径分布在5～10 nm. 该方法理论上为二价不溶性金属醇盐经溶胶 凝胶工艺制备纳米氧化物材料提供了一条新的途径.     

镁合金表面微结构阵列的电化学微加工

研究了镁合金的约束刻蚀微加工方法. 通过对电解过程中电极表面氢离子浓度变化以及刻蚀体系对镁合金的腐蚀速率的测量与分析, 对一些可能有刻蚀作用的刻蚀体系进行了研究. 选用亚硝酸钠作为产生刻蚀剂(硝酸)的前驱体、氢氧化钠作为捕捉剂、少量硅酸钠作为缓蚀剂的约束刻蚀体系, 使用具有规整三维微立方体点阵结构的模板, 在金属镁表面加工出具有与模板互补特性的点阵微结构, 复制加工的分辨率为亚微米级. 并对刻蚀过程机理进行了探讨与分析.