不同类型GaAs上应用约束刻蚀剂层技术进行电化学微加工

应用约束刻蚀剂层技术(CELT)对GaAs进行电化学微加工. 研究了刻蚀溶液体系中各组成的浓度比例、GaAs类型、掺杂以及阳极腐蚀过程对GaAs刻蚀加工过程的影响. 循环伏安实验表明, Br-可以通过电化学反应生成Br2作为刻蚀剂, L-胱氨酸可作为有效的捕捉剂. CELT中刻蚀剂层被紧紧束缚于模板表面, 模板和工件之间的距离小于刻蚀剂层的厚度时, 刻蚀剂可以对GaAs进行加工. 利用表面具有微凸半球阵列的导电模板, 可以在不同类型GaAs上加工得到微孔阵列. 实验结果表明: 在相同刻蚀条件下, GaAs的加工分辨率与刻蚀体系中各组分的浓度比例有关, 刻蚀结构的尺寸随着刻蚀剂与捕捉剂浓度比的增加而增大; 在加工过程中, p-GaAs相对于n-GaAs和无掺杂GaAs受到阳极氧化过程的影响较为显著, p-GaAs表面易生成氧化物层, 影响电化学微加工过程. X射线光电子能谱(XPS)和极化曲线实验也证明了这一点.     

淬火处理对TiO2纳米管阵列电极性能影响

为使TiO2纳米管阵列电极更好地应用于太阳能电池中, 通过恒压阳极氧化法以0.5%(w, 质量分数)NH4F/甘油作为电解液, 在钛基体上制备出了TiO2纳米管阵列. 随后将TiO2纳米管阵列电极在水中进行不同温度淬火处理, 通过X射线衍射(XRD)仪、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线光电子能谱(XPS)和循环伏安法(CV)研究经淬火处理的TiO2纳米管阵列的形貌、晶体结构和电化学性能. 研究得出TiO2纳米管阵列经淬火处理其表面获得更多Ti3+缺陷点和TiO2纳米碎片. 经0 ℃淬火处理的TiO2纳米管阵列电极出现了更多Ti3+缺陷点和OH 基团, 且有更多的纳米碎片出现, 其光电化学性能得到了大幅度提高, 其40 min光照对甲基橙的光催化降解率高达96.2%.     

聚乙烯在氧化铝模板中的结晶与取向行为

用多孔阳极氧化铝(AAO)模板制备了直径为200nm的聚乙烯(PE)纳米纤维,并用傅立叶变换红外光谱(FTIR)、偏光显微镜(PLM)和X-射线衍射(XRD)方法研究了PE在二维圆柱状受限条件下的结晶与取向行为.FTIR研究表明,由于模板的限制作用,PE纳米纤维的结晶度低于本体.同时,PE纳米纤维晶体的b轴平行于模板孔洞的方向取向,而a轴垂直于孔洞的方向取向.XRD结果进一步证明,在纳米孔洞中PE晶体的b轴平行于纳米孔洞方向.PLM结果表明,在结晶过程中,晶体主要是在模板与本体的界面处成核,然后晶体呈发散状向本体和纳米纤维中竞争生长.由于PE晶体的b轴是其生长速率最快的方向,在本体中形成典型的环带球晶形貌;而在二维圆柱受限条件下,只有沿孔洞方向生长的晶体才能增长,而其它生长方向则受到抑制,造成PE晶体的b轴沿孔洞方向优先取向.     

海绵状纳米结构TiO2膜的制备及其光催化活性

采用电化学阳极氧化法在钛表面构筑了海绵状纳米结构TiO2膜. 应用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对膜层的形貌和晶型进行了分析和表征, 考察了阳极氧化时间对膜层厚度的影响, 并通过海绵状纳米结构TiO2膜对甲基橙的光催化降解研究了膜层厚度与光催化活性的关系. 结果表明, 海绵状纳米结构TiO2膜对甲基橙具有光催化降解作用, 而且随着膜层厚度的增加, 光催化降解速率显著增大, 厚度为2.2 μm的海绵状纳米结构TiO2膜对甲基橙的光催化降解速率是厚度为480 nm的6.4倍.     

NH4F/H3PO4体系中阳极氧化法制备TiO2纳米管阵列

以价廉的Ni板代替常用的Pt片为阴极,纯钛为阳极,采用电化学阳极氧化法在NH4F-H3PO4体系中制备出TiO2纳米管阵列.详细研究了制备参数(溶液酸度、氟离子浓度、外加电压和氧化时间)对所获纳米管阵列形貌的影响.采用场发射扫描电镜(FE-SEM)和X射线衍射(XRD)对样品的形貌和晶相结构进行了表征.在最优化的条件下,可以获得形貌规整、表面干净、有序的TiO2纳米管阵列.纳米管阵列的平均管径为60 nm.管长约530 nm.采用阳极氧化法制备的纳米管阵列是非晶态的.经400℃热处理2 h后,可以转变为锐钛矿相.实验结果还发现,经过热处理后,纳米管阵列变得更为有序,管径扩大至约95 nm.     

硫酸盐还原菌的含硫代谢产物在加速碳钢腐蚀中的作用

应用电化学阻抗谱(EIS)研究了硫酸盐还原菌(SRB)对碳钢腐蚀过程的促进作用,应用稳态极化法研究了SRB代谢硫化物对碳钢阳极活性溶解的增强作用。研究结果表明,代谢硫化物通过对铁的吸附增强了碳钢阳极活性溶解,因为依据吸附态E-pH图可知,在很宽的电位范围和pH值范围内,硫在铁上都能以稳定的吸附态存在。吸附态硫提升了碳钢表面铁原子能量,使铁阳极溶解所需活化能降低,从而增强其阳极溶出过程。     

阳极氧化法制备TiO2多孔薄膜

本文综述了制备TiO2薄膜的各种方法,详细介绍了阳极氧化法制备TiO2多孔膜的进展,在非含氟电解液体系中,对纯钛进行阳极氧化处理可制得表面呈无规则生长的多孔膜结构;在含氟电解液体系中,则可自组织形成高度有序的TiO2纳米管阵列,并指出阳极氧化法是可在常温低压下进行、操作工艺简单、薄膜性能稳定、再现性好的一种最具工业化应用潜力的制备方法。     

DSA电极电催化性能研究及尚待深入探究的几个问题

钛基氧化物涂层电极(DSA^®)由于其对阳极析氯、阳极析氧、有机污染物电化学降解等具有优异的电催化活性而受到研究者的广泛关注,但DSA电极电催化现象背后的一些重要而基础性的问题仍未被人们完全认识。本文针对目前国内外有关DSA电极电催化研究领域中的几个研究热点、不足之处、以及尚待深入探究的问题,进行了简要介绍、分析和讨论。DSA电极的电催化活性主要是来自于其表面的金属氧化物涂层。本文强调对“氧化物涂层”自身固体物理-化学性能或过程的研究,有助于深入揭示钛基活性氧化物涂层电极电催化现象的微观作用机制和内在本质,并反过来指导人们更加理性地通过设计和优化DSA电极的制备方法和条件,调控表面氧化物涂层的化学组成与结构,进而达到增强钛基涂层电极电催化活性之目的。     

Preparation of Ultrafine and High Dispersion Pd/C Catalyst and Its Electrocatalytic Performance for Formic Acid Oxidation

A carbon supported Pd(Pd/C) catalyst used as the anodic catalyst in the direct formic acid fuel cells(DFAFC) was prepared via the improved complex reduction method with sodium ethylenediamine tetracetate(EDTA) as stabilizer and complexing agent.This method is very simple.The average size of the Pd particles in the Pd/C catalyst prepared with the improved complex reduction method is as small as about 2.1 nm and the Pd particles in the Pd/C catalyst possess an excellent uniformity.The Pd/C catalyst shows a high electrocatalytic activity and stability for the formic acid oxidation.     

Fe, Co, Ni-聚合物-C复合催化剂的制备及对乙醇电催化氧化性能研究

采用模板聚合物与金属离子配位-碳粉负载-还原方法得到的纳米复合材料P-M-C (P为聚合物, M为Fe, Co, Ni金属纳米颗粒, C为碳粉XC72). 利用红外光谱(IR)对中间产物进行了表征, 结果表明所制物质为目标产物P; 透射电镜(TEM)结果表明Fe, Co, Ni纳米粒子粒径多数为20～30 nm, 部分在10 nm左右, 纳米粒子均匀地分散在聚合物P上; 扫描电镜的能谱(SEM-EDS)分析结果证实了Fe, Co, Ni三种元素的存在. 通过循环伏安和计时电流法研究表明, 碱性介质中P-M-C复合催化剂对乙醇电化学氧化具有高催化活性和稳定性; 反向高效液相色谱(HPLC)结果表明乙醇氧化后的产物部分为乙醛和乙酸的混合物.