碱性锌酸盐镀锌中锌的电化学成核机理

过去对碱性锌酸盐镀锌电化学成核机理的研究较少。为此,采用循环伏安法和计时电流法研究了碱性锌酸盐体系中锌在玻碳电板上的电化学成核机理。结果表明：锌在玻碳电极上的电沉积没有经历欠电位沉积过程,而是经历了晶核形成过程,按三维瞬时成核生长方式进行;锌配离子的平均扩散系数D为4．27×10^-6cm^2／s,晶体生长速率和晶核数...     

硫酸盐体系中铟在玻璃碳电极上的电化学成核机理

关于硫酸盐体系中镀铜的沉积机理少见报道,采用循环伏安法和计时电流法研究了铟在硫酸盐体系中电沉积的循环伏安特性与电结晶机理.通过分析恒电位暂态曲线,求出铟离子的扩散系数D和不同电压下的晶核密度N_0.结果表明:铟的电沉积没有经历欠电位沉积过程,而是经历了晶核形成过程,其电沉积反应是一个不可逆过程;在外加电位范围内铜的电结晶按照瞬时成核方式和三维生长方式进行.     

酸性镀镍中有机添加剂对镍电沉积的作用机理

为了进一步弄清常用镀镍添加剂邻磺酰苯酰亚胺、1,4-丁炔二醇及2者的混合物对酸性镀镍中镍电沉积的作用机理,通过循环伏安、交流阻抗和电势阶跃等电化学方法进行了试验研究.结果表明:加入有机添加剂后均能使镍电沉积电位负移,且该电极过程不可逆;同时镍沉积过程经历了2个电子转移步骤和中间产物吸附步骤;当2种添加剂联合使用时,镍电沉积的阴极过电位增大约650 mV,并能有效增大成核数密度,更有利于得到光亮镍层;加入有机添加剂后镍电沉积,I2/Im2-t/tm曲线均靠近瞬时成核理论曲线,说明在有机添加剂作用下镍的沉积遵循瞬时成核三维生长的电结晶机理.     

钯铁合金共沉积行为及其成核机理的研究

应用循环伏安法和电位阶跃法研究了Pd-Fe合金电沉积的循环伏安特性与电结晶机理.结果表明,在以FeSO4·7H2O和Pd(NH3)2Cl2为主盐、磺基水杨酸(SSCS)为络合剂、(NH4)2SO4为导电盐所组成的镀液体系中,Pd-Fe合金共沉积经历了成核过程,而不是欠电位沉积,且其电沉积反应是一个不可逆过程;将Pd-Fe合金共沉积的恒电位暂态曲线进行拟合得知,其电结晶的成核过程属于三维瞬时成核方式.     

氨络合物体系中镍在玻璃碳上的电化学成核机理

采用循环伏安法和计时电流法研究了氨络合物体系中镍在玻璃碳上电结晶的初期行为。结果表明．镍在该基体上的沉积没有经历UPD过程，镍的电沉积经历了晶核形成过程，在所研究的外加电位范围内其电结晶按连续成核和三维生长方式进行，外加电位对晶体生长具有显著的影响。通过分析恒电位暂态曲线，求出镍离子的扩散系数D，以及不同外加电位下的饱和晶核数密度Nsat，探讨了外加电位对成核作用的影响。     

NaF-KF-K_2TaF_7熔盐Ta(V)在钨电极上的电化学还原机理

熔盐电镀钽层具有高熔点、耐烧蚀等高温热学力学性能。为探究钽在电镀过程的反应机理,实验在1 073 K以32.52%(质量分数)NaF-67.48%(质量分数)KF(摩尔比2∶3)共晶盐为电解质体系,添加质量分数为2%的氟钽酸钾,以Pt为参比电极,钨棒为对电极,用循环伏安法、计时电位法以及计时电流法研究了钽离子在惰性钨电极上的电化学过程和电化学结晶成核方式。结果显示,Ta(V)电化学还原过程是受扩散控制的不可逆的1步反应转移5个电子过程,电极反应方程式为:Ta(V)+5e~-=Ta。根据循环伏安曲线和Randles-Sevcik方程计算出1 073 K时Ta(V)的扩散系数为4.126×10~(-5) cm~2·s~(-1);计时电流曲线表明1 073 K时,Ta(V)在钨电极上的电结晶成核方式为瞬时成核。     

聚乙烯亚胺添加剂对硫代硫酸盐体系银电沉积行为的影响

银的电结晶过程直接影响银镀层的性能,但目前很少关注聚乙烯亚胺(PEI)对银电沉积过程的影响。采用循环伏安、计时电流及交流阻抗技术研究了硫代硫酸盐体系中添加PEI前后银电沉积的电化学行为,结合扫描电镜分析了银的电结晶方式。结果表明:PEI对银在硫代硫酸盐体系中的电沉积有阻化作用,添加0.08 g/L PEI可使反应电阻由176.3Ω·cm2增至427.1Ω·cm2;加入PEI不改变银的电结晶形核机理,银仍按三维连续成核方式生长,PEI能提高银电结晶成核速度,但会抑制晶体向外生长。     

离子液体对PbO_2电沉积形核生长过程的影响研究

为揭示1-乙基-3-甲基-咪唑四氟硼酸盐([Emim]BF_4)添加对PbO_2阳极形核和生长过程的影响机制,利用电化学工作站测试PbO_2在玻碳电极上沉积的电化学行为特征,包括:循环伏安曲线、计时电位曲线及计时电流曲线,并与氧化沉积的PbO_2涂层表面形貌进行对比分析。结果表明,PbO_2电沉积过程遵循三维连续成核模式,离子液体辅助时虽未明显改变PbO_2电结晶机理,但对PbO_2电沉积过程中成核和结晶长大速率均有抑制作用,其中以抑制核长大为主,从而明显地减小了PbO_2结晶颗粒尺寸,得到致密的电极表面结构,使得电化学综合性能增强。     

氯化物三价铬电镀的电化学形核机理

为研究Cr³⁺在金属电极表面的电结晶行为,在氯化物三价铬电镀溶液中,采用电化学工作站测试了Cr³⁺沉积的时间电流曲线,并利用扫描电镜(SEM)分析镀层形貌。结果表明:在镍电极、铜电极和铬电极表面,Cr³⁺的电沉积均经历了成核过程;铜电极和镍电极表面表现为连续成核转为瞬时成核的机理,铬电极的(I/Im)2-t/tm曲线偏离理论曲线较大,但其表现出较正的形核阶跃电位(-1.1 V);随着阶跃电位的负移,3种电极电沉积的电流极大值逐渐增加,电结晶的扩散速率增加,成核数密度减少,镀层由平整光滑逐渐转变为球状晶胞紧密堆砌,晶胞尺寸逐渐增大;在相同的阶跃电位下,铬电极的沉积电流值更小,成核数密度更大,晶胞尺寸更小。     

电化学和sol-gel法结合制备Cu-SiO2薄膜——不同pH值CuSO4硅溶胶中Cu的电化学行为

研究金属或半导体在溶胶中的电化学行为对电化学和溶胶-凝胶(sol-gel)法结合制备掺杂金属和半导体的复合凝胶薄膜有极大指导意义。用循环伏安(CV)和计时安培(CA)法研究了电化学和sol-gel法结合制备Cu-SiO2凝胶薄膜时不同pH值CuSO4硅溶胶中Cu在玻碳电极上的电沉积和电结晶行为。结果表明:在pH=1.0~3.0的CuSO4硅溶胶中,Cu2+的扩散系数在pH=2.0时最小,pH=1.0时较pH=3.0时大,这也是造成硅溶胶中pH=2.0时还原最难,pH=3.0时次之,pH=1.0时最易的原因;Cu在硅溶胶中的电沉积为Langmuir型吸附-三维瞬时成核机理;硅溶液中Cu2+的传递系数均大于0.9,存在吸附层;Cu2+在吸附过程的总放电量Qads随pH值增大而增大;Cu的成核数密度都随电位增大而增大,随pH值增大而减小,故pH值在1.0~3.0内越大越不利于制备Cu-SiO2薄膜。     

镍锰合金的电沉积行为

为了了解镍锰合金沉积的电极过程,采用线性扫描伏安法、单电位阶跃计时电流法和交流阻抗谱技术对镍锰合金的电沉积与镍的电沉积进行了对比性研究.结果表明:氯化锰的加入增大了阴极极化;镍和镍锰合金的电结晶都与三维连续成核理论相吻合,但加入氯化锰后电结晶成核速率常数增大,晶体向外生长速度和镍离子的扩散系数下降;电荷传递电阻增大,双电层电容下降.这些变化可能都与Mn(OH)2在阴极表面的吸附有关.     

超声辅助电沉积Ni-Co/Y2O3复合镀层的电化学研究

为了研究Y_2O_3纳米粒子在与Ni~(2+)和Co~(2+)共沉积过程中的电化学行为,揭示Ni-Co/Y_2O_3复合镀层的电结晶机理,针对Ni-Co/Y_2O_3的超声辅助电沉积进行了循环伏安(CV)、计时电流(CA)、交流阻抗(EIS)等电化学测试,并通过对实验曲线的拟合计算出共沉积过程的动力学参数。结果表明,Y_2O_3纳米粒子与基质金属的共沉积使形核/生长电位正移,阴极极化度减小。Ni-Co合金和Ni-Co/Y_2O_3复合镀层的形核/生长符合Scharifker-Hill瞬时成核模型:低负电位下,复合镀层的成核速率更高,Y_2O_3纳米粒子对Ni-Co合金的形核起促进作用;高负电位下,Y_2O_3纳米粒子抑制了Ni-Co合金的形核过程。拟合计算结果与实验曲线的理论分析一致。EIS测试表明,Y_2O_3纳米粒子对电极/电解液界面处的双电层无明显影响,但会减小复合共沉积过程的电荷转移电阻。     

不同氯化锰含量对铁电沉积过程的影响

过去,鲜见氯化锰对铁电沉积阴极过程影响的报道,对铁沉积机理研究相对较少。采用线性扫描伏安法、单电位阶跃计时电流法、交流阻抗谱等技术对基础镀铁液和加入氯化锰后的镀铁液中铁在玻碳电极上的电沉积进行了对比性研究。结果表明:加入氯化锰增大了阴极电化学极化,并有效降低了浓差极化,氯化锰含量超过34g/L后提高含量对阴极极化影响不明显;在-1.225~-1.300 V阶跃电位内,不管镀液中是否含有氯化锰,铁在玻碳电极上的电结晶都遵循三维瞬时成核理论,添加氯化锰后扩散系数D显著升高,添加50 g/L MnCl2镀液中的扩散系数相对于基础镀液涨幅达74%;氯化锰使溶液/电极界面电荷传递电阻Rct显著提高、溶液电阻Rsol呈小幅度降低,双电层电容Cdl显著增大,与阴极极化结果相吻合。     

NaCl-KCl熔盐Ta~(5+)在钨电极上的电化学还原机理

以NaCl-KCl为电解质体系,K_2TaF_7为原料,利用循环伏安法、计时电位法和计时电流法研究温度为1 073K时钽离子在钨电极上的电化学过程。结果表明,在1 073K温度下49%(质量分数)KCl-51%(质量分数)NaCl-5%(质量分数)K_2TaF_7的熔盐体系中,钽离子在钨电极上还原是一步转移5个电子反应,即Ta2++5e-→Ta相对于铂电极析出电位为-1.6V;钽离子在钨电极析出过程中出现成核极化现象,该电化学还原是准可逆反应。并且通过循环伏安和计时电流可判断钽离子在钨电极上的还原过程是受离子扩散步骤控制,1 073K时Ta~(5+)在49%(质量分数)KCl-51%(质量分数)NaCl-5%(质量分数)K_2TaF_7熔盐中的扩散系数D=7.48806×10-5 cm2/s。     

一维纳米材料的电化学制备及应用研究

综述了阳极氧化模板法、恒电位电沉积法、脉冲电沉积法制备一维纳米材料的机理,讨论了纳米材料的成核与生长的热力学和动力学,并结合电化学合成方法目前的应用和研究进展展望了一维纳米材料的电化学合成的前景.     

聚羟基丁酸酯的等温与非等温结晶动力学

用差示扫描量热法(DSC)研究了聚羟基丁酸酯(PHB)的等温与非等温结晶动力学。采用Avrami方程分析了等温结晶动力学,Avrami指数n≈2,表明PHB以异相成核的二维平面晶体方式生长,等温结晶活化能为82.4 kJ/min。采用Jeziorny法和莫志深法分析了PHB的非等温结晶动力学,Avrami指数n≈3,表明PHB非等温结晶过程以异相成核的三维球晶方式生长。     

聚苯胺膜的电化学合成机理及掺杂行为

采用恒电位法、循环伏安法研究水溶液中苯胺在破炭电极上电聚合过程及其影响因素,探讨了电化学聚合的机理及不同阴离子的掺杂行为。结果表明：电聚合的苯胺膜可分为两层,每层的形成都包括成核生长和沉积两个过程;在ＨＣＩ或Ｈ２ＳＯ４介质中,ＰＡｎ成核生长是按扩散控制下的３－ＤＰ模式进行。聚合介质中掺杂阴离子对ＰＡｎ膜的电化学行为有重要影响,大分子聚丙烯酸阴离子可掺入ＰＡｎ膜中,但掺杂行为不同于小分子阴离子。     

间规聚苯乙烯的非等温结晶动力学

用DSC法研究了间规聚苯乙烯(s-PS)的非等温结晶过程,并以Бopoxobckuu方程进行非等温结晶动力学数据处理,根据Ziabicki理论,确定了动力学结晶能力(Gc)。结果表明,冷却速率在1．25(-K／min)～20(-K／min)范围内,s-PS非等温结晶过程中t0.5和tmax均随冷却速率(a)增加呈指数下降,二者关系为t0.5=1．007tmax.非等温结晶过程中存在二次结晶现象,结晶前、后期成核机理有明显差异,前期成核受a影响较大;后期基本上均为异相成核,三维生长。非等温结晶活化能为382kJ／mol。     

PP/PP-g-MMA/M复合材料非等温结晶动力学研究

用示差扫描量热法(DSC)考察了聚丙烯(PP)、聚丙烯/云母(PP/M)和聚丙烯/聚(丙烯-g-甲基丙烯酸甲酯)/云母复合材料(PP/PP-g-MMA/M)的非等温结晶过程.用Avrami方程和Ozawa方程对上述过程进行分析,n、t1/2、F(T)、Tp等参数表明,M和PP-g-MMA,特别是PP-g-MMA的掺入改变了PP的结晶成核和生长机理.用Dobreva方法分析填料的成核活性,ε数值表明,M有较强的成核活性,PP-g-MMA的掺入又进一步增强其成核活性,从而使结晶温度明显提高.Kissinger方法的计算结果表明,添加M可使PP的结晶活化能减小,再添加PP-g-MMA又使PP/M复合体系的结晶活化能进一步减小.     

TiO2基底对MoO3/TiO2复合薄膜电致变色性能的影响EI北大核心CSCD

采用水热法首先在导电玻璃上制备TiO2纳米线,随后电沉积涂覆MoO3薄膜,成功制备MoO3/TiO2复合薄膜。利用电化学测试与光谱测试,得到MoO3/TiO2复合薄膜的扩散系数、着色/退色的响应时间、光密度、电致变色可逆性和着色效率等参数,研究不同水热生长时长TiO2纳米线基底对MoO3/TiO2复合薄膜的电致变色性能的影响。结果表明:水热生长6h TiO2纳米线的MoO3/TiO2复合薄膜具有最佳的电致变色性能,扩散系数为2.86×10^-12 cm^2·s^-1,可逆性值为60.88%,光密度为0.41,着色效率达到124.49 cm^2·C^-1,着色和退色响应时间分别为13.53 s和12.65 s。