纳米结构CeO 2 薄膜的电沉积机制及其性能研究
发布时间：2025-03-20 04:25
二氧化铈(CeO2)具有立方萤石型晶体结构,容易在其结构内形成氧空位。由于其独特的理化特性,CeO2薄膜已经作为一种新型材料试用于许多技术领域,例如,用于固体氧化物燃料电池、金属和合金的防腐层,用作汽车尾气处理中的三效催化剂、紫外线吸收剂、以及药理学应用等。电化学沉积法已被广泛认为是CeO2薄膜的最佳制备方法之一,因为这种方法可以在环境友好的条件下进行。此外,该技术可以通过简单地调节电化学参数来控制薄膜的组成、厚度以及形貌等。本论文系统研究了光生电子对CeO2薄膜阳极沉积的影响、硝酸根和乙醇对光助阳极沉积CeO2薄膜的协同影响、阳极和阴极同时沉积制备Ce02薄膜的结构和性质以及CeO2阳极电沉积的成核生长机理等。论文第三章主要研究了镀液中乙醇含量对光助阳极沉积CeO2薄膜的影响。结果表明,随着乙醇含量从0%增加到70%v/v(体积比),二氧化铈薄膜的膜厚和粒径均有所增加,而孔隙率和Ce(Ⅲ)含量有所降低;乙醇在提高二氧化铈薄膜阳极沉积速率中的重要作用主要是通过光生电子来实现的:光生电子可以大幅度提高CeO2薄膜的电化学活性,加速阴极反应,进而加速CeO2薄膜的阳极沉积;光生电子可以使溶液...
【文章页数】：154 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 二氧化铈的简介
1.2.1 二氧化铈的结构
1.2.2 二氧化铈的性质
1.2.3 二氧化铈的应用
1.3 电化学沉积法
1.3.1 电化学沉积的概述
1.3.2 电化学沉积机理
1.3.3 电化学沉积的电解质溶液体系
1.3.4 电化学沉积的影响因素
1.4 二氧化铈的电沉积机理
1.4.1 二氧化铈的阴极电沉积
1.4.2 二氧化铈的阳极电沉积
1.5 成核生长理论介绍
1.5.1 扩散控制下2D成核生长模型
1.5.2 电化学控制下2D成核生长模型
1.5.3 扩散控制下3D成核生长模型
1.5.4 电化学控制下3D成核生长模型
1.6 本课题研究的意义及论文的主要内容
1.6.1 研究意义
1.6.2 研究内容
本章参考文献
第二章 实验内容与测试方法
2.1 实验试剂和仪器
2.1.1 实验用化学试剂和规格
2.1.2 实验仪器和设备
2.2 CeO2薄膜的制备
2.2.1 镀液的配制
2.2.2 不锈钢电极的预处理
2.2.3 实验装置
2.3 薄膜的表征方法
2.3.1 扫描电子显微镜(SEM)测试
2.3.2 透射电子显微镜(TEM)测试
2.3.3 原子力显微镜(AFM)测试
2.3.4 椭圆偏振光谱测试
2.3.5 X-射线衍射(XRD)测试
2.3.6 拉曼光谱(Raman)测试
2.3.7 紫外-可见(UV-vis)吸收光谱测试
2.3.8 X-射线光电子能谱(XPS)测试
2.3.9 离子色谱测试
2.3.10 磁滞回线测试
2.4 电化学测试方法
2.4.1 循环伏安(CV)曲线测试
2.4.2 计时安培(CA)曲线测试
本章参考文献
第三章 镀液中乙醇含量对光助阳极沉积CeO2薄膜的影响
3.1 引言
3.2 实验部分
3.3 实验结果
3.4 讨论
3.5 本章小结
本章参考文献
第四章 硝酸根和乙醇对光助阳极沉积CeO2薄膜的协同影响
4.1 引言
4.2 实验部分
4.3 实验结果
4.4 讨论
4.5 本章小结
本章参考文献
第五章 阴阳极同时沉积CeO2薄膜的结构以及光、电、磁性能的研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.3 结果与讨论
5.3.1 极化曲线与计时安培曲线测试
5.3.2 厚度与形貌表征
5.3.3 结构表征
5.3.4 电阻率测试
5.3.5 吸光性质测试
5.3.6 XPS表征
5.3.7 磁性研究
5.4 本章小结
本章参考文献
第六章 阳极沉积CeO2薄膜的成核生长过程
6.1 引言
6.2 实验部分
6.3 结果与讨论
6.3.1 循环伏安曲线测试
6.3.2 计时安培曲线测试
6.3.3 表面形貌的表征
6.4 本章小结
本章参考文献
第七章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
附录: 攻读博士学位期间发表的论文
致谢
本文编号：4037382
【文章页数】：154 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 二氧化铈的简介
1.2.1 二氧化铈的结构
1.2.2 二氧化铈的性质
1.2.3 二氧化铈的应用
1.3 电化学沉积法
1.3.1 电化学沉积的概述
1.3.2 电化学沉积机理
1.3.3 电化学沉积的电解质溶液体系
1.3.4 电化学沉积的影响因素
1.4 二氧化铈的电沉积机理
1.4.1 二氧化铈的阴极电沉积
1.4.2 二氧化铈的阳极电沉积
1.5 成核生长理论介绍
1.5.1 扩散控制下2D成核生长模型
1.5.2 电化学控制下2D成核生长模型
1.5.3 扩散控制下3D成核生长模型
1.5.4 电化学控制下3D成核生长模型
1.6 本课题研究的意义及论文的主要内容
1.6.1 研究意义
1.6.2 研究内容
本章参考文献
第二章 实验内容与测试方法
2.1 实验试剂和仪器
2.1.1 实验用化学试剂和规格
2.1.2 实验仪器和设备
2.2 CeO2薄膜的制备
2.2.1 镀液的配制
2.2.2 不锈钢电极的预处理
2.2.3 实验装置
2.3 薄膜的表征方法
2.3.1 扫描电子显微镜(SEM)测试
2.3.2 透射电子显微镜(TEM)测试
2.3.3 原子力显微镜(AFM)测试
2.3.4 椭圆偏振光谱测试
2.3.5 X-射线衍射(XRD)测试
2.3.6 拉曼光谱(Raman)测试
2.3.7 紫外-可见(UV-vis)吸收光谱测试
2.3.8 X-射线光电子能谱(XPS)测试
2.3.9 离子色谱测试
2.3.10 磁滞回线测试
2.4 电化学测试方法
2.4.1 循环伏安(CV)曲线测试
2.4.2 计时安培(CA)曲线测试
本章参考文献
第三章 镀液中乙醇含量对光助阳极沉积CeO2薄膜的影响
3.1 引言
3.2 实验部分
3.3 实验结果
3.4 讨论
3.5 本章小结
本章参考文献
第四章 硝酸根和乙醇对光助阳极沉积CeO2薄膜的协同影响
4.1 引言
4.2 实验部分
4.3 实验结果
4.4 讨论
4.5 本章小结
本章参考文献
第五章 阴阳极同时沉积CeO2薄膜的结构以及光、电、磁性能的研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.3 结果与讨论
5.3.1 极化曲线与计时安培曲线测试
5.3.2 厚度与形貌表征
5.3.3 结构表征
5.3.4 电阻率测试
5.3.5 吸光性质测试
5.3.6 XPS表征
5.3.7 磁性研究
5.4 本章小结
本章参考文献
第六章 阳极沉积CeO2薄膜的成核生长过程
6.1 引言
6.2 实验部分
6.3 结果与讨论
6.3.1 循环伏安曲线测试
6.3.2 计时安培曲线测试
6.3.3 表面形貌的表征
6.4 本章小结
本章参考文献
第七章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
附录: 攻读博士学位期间发表的论文
致谢
本文编号：4037382
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