氧化鋅薄膜的電化學(xué)沉積及其性能研究.pdf

1、本文以銅片為襯底,用硝酸鋅水溶液作為電解液,采用陰極恒電流還原法制備氧化鋅薄膜.通過改變電流密度、電解液濃度、電解液溫度、離子摻雜等實驗條件,系統(tǒng)研究了鋅氧化物薄膜材料的電化學(xué)沉積過程.用X射線衍射(XRD)、熱重一差熱(TG-DTA)、紅外吸收光譜(IR)、電化學(xué)交流阻抗譜(EIS)、紫外.可見漫反射譜(UV-Vis.Diffuse Renectance Spectra)等技術(shù)對沉積物的結(jié)構(gòu)、組成及光學(xué)性質(zhì)進行了表征. 結(jié)果表

2、明電沉積工藝條件顯著影響ZnO薄膜材料的結(jié)構(gòu)與組成.ZnO的結(jié)晶度隨電流密度的增加而增大,因此可通過控制電流密度來調(diào)節(jié)晶粒大小.電解液濃度、溫度低時,陰極電位變負(fù),有金屬Zn析出.電解液濃度高時,可能有Zn<,5>(NO<,3>)<,2>(OH)<,8>生成,這將不利于ZnO的制備.電解液溫度高時,陰極電位將正移.因此制備ZnO時,我們采用的電解液濃度為O.1M,電解液溫度為65℃.同時,EIS研究表明ZnO薄膜具有雙層結(jié)構(gòu).當(dāng)電解液中

3、摻雜銅離子時,沉積薄膜具有單層結(jié)構(gòu),且它的光吸收帶邊從375nm紅移到458nm,帶隙能從3.3ev降到2.7ev,拓寬了薄膜的吸光范圍,這對ZnO薄膜在光學(xué)方面的應(yīng)用具有重要意義. 本文還采用陰極電沉積法制備了泡沫鎳負(fù)載ZnO薄膜電極,以負(fù)載ZnO薄膜的泡沫鎳為陽極,鉑電極為陰極,飽和甘汞電極為參比,建立三電極的電催化體系,以甲基橙為降解對象,考察了外加電壓、甲基橙起始濃度、支持電解質(zhì)濃度和薄膜摻雜對甲基橙降解率的影響.研究表