高定向石墨表面電沉積鈀銀合金納米線(xiàn)陣列研究.pdf

1、含銀16％～25％(mass)的鈀銀合金納米線(xiàn)，可以提高鈀金屬的吸氫動(dòng)力學(xué)的可逆性和防止氫損傷，因而鈀銀合金納米線(xiàn)是更具有應(yīng)用價(jià)值的氫傳感器材料。以高定向石墨為模板，應(yīng)用電沉積的方法制備了鈀銀合金納米線(xiàn)陣列，應(yīng)用掃描電鏡、X-射線(xiàn)能譜儀、原子吸收光譜儀和X-射線(xiàn)衍射儀等測(cè)試方法表征了納米線(xiàn)陣列體系的形貌、成分和相組織結(jié)構(gòu)，研究了它們和電解液組成及工藝參數(shù)之間的關(guān)系。運(yùn)用動(dòng)電勢(shì)掃描和Nernst方程理論計(jì)算研究了鈀銀的共沉積行為，應(yīng)用交流

2、阻抗、電勢(shì)階躍等電化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法研究了電沉積機(jī)理。在實(shí)驗(yàn)中嘗試了三種制備納米線(xiàn)的方法：“三脈沖”、“硫醇自組裝”和“一步沉積”，探索了幾種方法的特點(diǎn)和控制參數(shù)。研究獲得的結(jié)論如下： 1.電化學(xué)極化曲線(xiàn)表明，鈀比銀的極化曲線(xiàn)極化大；合金共沉積中，鈀對(duì)銀的沉積起明顯的催化作用。 2.在鈀銀離子與硝酸銨中解離的氨形成配合物的混合溶液體系中，可以實(shí)現(xiàn)鈀銀合金的共沉積，電解液中硝酸銨起導(dǎo)電和配合作用。鈀銀共沉積屬于非正常共沉積機(jī)制，

3、其原因是銀在鈀的表面欠電勢(shì)沉積。硝酸銨的最佳含量為2mol·dm-3，pH值為2～3，在鈀銀離子濃度比為15∶1～20∶1的溶液中電沉積所得的鈀銀合金納米線(xiàn)中的銀質(zhì)量分?jǐn)?shù)在23％～18％左右。 3.氧化、成核采用恒電勢(shì)脈沖，生長(zhǎng)采用恒電流脈沖的改進(jìn)“三脈沖”新方法制備鈀銀合金納米線(xiàn)的最佳工藝條件是：氧化脈沖0.8～1.1V；成核脈沖-1.4V～-1.5V，成核時(shí)間5ms～1000ms，生長(zhǎng)電流脈沖-20～-60μA·cm-2。該

4、方法制得的合金納米線(xiàn)陣列中的納米線(xiàn)連續(xù)、分離、平行，直徑和成份分布均勻。 4.硫醇自組裝不會(huì)改變陰極的沉積電勢(shì)，但硫醇的吸附降低了鈀、銀的交換電流密度，增加了電極反應(yīng)的不可逆性。硫醇自組裝電沉積鈀銀合金納米線(xiàn)時(shí)，其結(jié)晶金屬傾向于一維方向生長(zhǎng)，合成更精細(xì)的納米線(xiàn)陣列。 5.一步法恒定電勢(shì)合成鈀銀合金納米線(xiàn)方法簡(jiǎn)單，操作容易，但納米線(xiàn)的直徑分布較自組裝和三脈沖寬?？刂粕L(zhǎng)超電勢(shì)≤-150mV下可得到較好的納米線(xiàn)陣列。