電化學-溶膠凝膠法直接制備Cu2O-CuO-Cu-SiO2復合薄膜.pdf

1、銅氧化物（Cu2O和CuO）/銅（Cu）和SiO2構成的復合材料（Cu2O/CuO/Cu-SiO2）在光子器件、光催化、感應器件等領域具有廣泛的應用前景。文獻報道的Cu2O/CuO-SiO2復合材料的制備都經過了后續(xù)的處理過程，如高溫熱處理或射線處理。本文采用電化學-溶膠凝膠法技術一步得到Cu2O/CuO-SiO2復合薄膜材料。
　　以醋酸銅（Cu(Ac)2）和正硅酸乙酯（TEOS）為前驅體，以檸檬酸鈉（Na3Cit）溶液為配合劑

2、，配制出了[Cu(II)]:[Cit3-]分別為2:1、1:1、1:2的透明澄清、在空氣中非常穩(wěn)定的Cu(II)-Cit3--SiO2復合溶膠；在室溫（20℃）下，分別以這3種溶膠為電解液，在不同電位下于ITO（氧化銦錫導電玻璃）基底上直接沉積得到3種Cu基-SiO2復合薄膜。采用循環(huán)伏安（CV）、X-射線衍射（XRD）、掃描電鏡/X-射線散射能譜（SEM/EDX）和X-射線光電子能譜（XPS）對復合薄膜的組成和形貌進行了表征，結果表明

3、Cu(II)在3種溶膠中的電化學行為完全不同。①在[Cu(II)]:[Cit3-]為2:1的復合溶膠中，在較低的電位下（0~-0.42V），電化學沉積制備得到Cu2O-SiO2復合薄膜；在更負的電位（-0.42~-1.0V）下電化學沉積制備得到Cu2O-CuO-SiO2復合薄膜；②在[Cu(II)]:[Cit3-]為1:1的復合溶膠中，在較低的電位下制備得到Cu2O-SiO2復合薄膜；在-0.8~-1.0V條件下制備得到Cu2O-Cu-

4、SiO2復合薄膜；③在[Cu(II)]:[Cit3-]為1:2的復合溶膠中，在較低的電位下制備得到Cu2O-SiO2復合薄膜；在-1.0V條件下制備得到Cu2O-Cu-SiO2復合薄膜。
　　計時安培（CA）研究表明，溶膠體系的充電電流很大，本文采用Langmuir吸附/解吸平衡方程扣除其影響，再用Scharifker-Hill擴散控制下的三維多核生長模型解析成核電流。結果表明，①在[Cu(II)]:[Cit3-]為2:1的復合溶