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。     

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。     

Ta/BDD薄膜材料电极在检测苯胺中的应用

制作钽衬底掺硼金刚石薄膜材料电极(Ta/BDD),并利用此薄膜材料电极为工作电极通过阴极溶出伏安法检测水中的苯胺.用热丝化学气相沉积(HFCVD)方法沉积Ta/BDD薄膜电极,扫描电镜和拉曼光谱表明电极具有良好的物理性质,循环扫描测试表明电极具有宽的电势窗口4.1V(-1.8～+2.3V vs SCE)和低背景电流,此特性对于电化学检测有着明显的优势.发现苯胺在氧化处理的Ta/BDD电极上有可逆的氧化还原峰,检测过程中未发生电极钝化现象.Ta/BDD电极在酸性介质中苯胺检测效果较明显,苯胺在1～40靘ol/L范围内浓度与溶出峰电流值有较好的线性关系.     

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...     

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。     

氧化石墨烯的制备及电化学性质研究

采用改进Hummers法来制备氧化石墨烯;通过循环伏安法、单电位阶跃计时电流法、塔菲尔曲线研究分散在DMF中的氧化石墨烯在Pt电极上的电化学性质,研究表明氧化石墨烯在Pt电极上电化学反应是一步不可逆的反应,并且此过程是受扩散控制;通过循环伏安法求得电荷传递系数α为0.03348。通过塔菲尔曲线可计算得交换电流密度i0为1.007×10-4 A/cm2。氧化石墨烯在Pt电极上成核机理的研究表明,氧化石墨烯在Pt电极上是按三维模式扩散控制下连续成核的。     

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.     

深共晶溶剂中电沉积制备Co-Fe-Gd/NF电极及其析氢性能研究

为了制备出在碱性环境中具备高效能的廉价析氢电极催化剂,选择不同的沉积电位在氯化胆碱-尿素(ChCl-urea)中电沉积制备出五种Co-Fe-Gd/NF电极催化剂。通过扫描电镜(SEM)和光谱仪(EDX)对电极表面形貌、元素含量及分布情况进行表征,X射线光电子能谱(XPS)对电极表面化学性质进行表征。结合线性扫描伏安法(LSV)、电化学阻抗技术(EIS)和循环伏安法(CV)电化学测试结果,表明-1.24 V沉积电位下制备的Co-Fe-Gd/NF-3电极具备优异的析氢催化性能,在10 mA·cm^-2时的过电位仅为71 mV,最小的塔菲尔斜率(45 mV·dec^-1)与电荷转移电阻(0.28503Ω·cm^-2)表明其具备更快的析氢反应动力学过程,电化学活性表面积(ECSA)最大为390.5,为析氢过程提供更多的反应活性位点。对电极进行循环伏安耐久性测试与计时电流法(I-t)测试,结果表明Co-Fe-Gd/NF-3电极催化剂在碱性环境中稳定性良好。     

掺硼金刚石薄膜的电化学性能

利用循环伏安法,通过对比掺硼金刚石薄膜电极和铂／金刚石电极分别作为工作电极时的循环伏安曲线,分析了两种电极表现出的电化学性能差别,并利用能级理论进行了机理探讨。结果表明掺硼金刚石薄膜电极具有宽的电化学窗口（宽度约为3V）、良好的化学稳定性和极低的背景电流（接近0）,是一种较有潜力的电化学电极材料。     

ChCl/CrCl3·6H2O体系中Cr(Ⅲ)的电化学成核机理

本文在ChCl/CrCl3.6H2O离子溶液体系中,采用循环伏安法和恒电位阶跃法研究了Cr(Ⅲ)在玻碳电极上的电化学成核机理。研究结果表明,Cr(Ⅲ)的电化学成核机理是三维成核并与过电位有关。当过电位较小时,Cr(Ⅲ)的电结晶过程为三维连续成核,其扩散系数为(2.56±0.33)×10-11m2/s。当过电位较大时,Cr(Ⅲ)的电结晶过程趋向于三维瞬时成核过程,其扩散系数和晶核数密度均与过电位无关,分别为(3.04±0.3)×10-11m2/s和(4.47±0.05)×1011/m2。两种成核方式的法向生长速率常数均与过电位成线性关系,晶体法向的生长没有受到任何阻滞。     

氢氧化氧化钴和铜修饰的ITO双电极上丙酮酸的电化学检测

采用电沉积技术在ITO导电基底上制备了氢氧化氧化钴(CoOx(OH)y/ITO)和铜(Cu/ITO)双电极,同时采用循环伏安技术研究了丙酮酸在该双电极上的电化学氧化还原。结果表明:丙酮酸在CoOx(OH)y/ITO上有氧化电流响应,在Cu/ITO上有还原电流响应。在此基础上,利用双电流通道计时电流法,分别在CoOx(OH)y/ITO和Cu/ITO电极上施加0.45V和-1.4V的电位。结果表明:丙酮酸响应的线性范围在CoOx(OH)y/ITO上为低浓度,Cu/ITO上为高浓度,从而利用该双电极在较宽浓度范围内(1.67μmol.L-1～6.01mmol.L-1),实现了丙酮酸的定量检测。     

镍钴硫化物/碳微球电极的制备与电化学性能测试

采用水热法通过设置反应物的不同比例制备了不同镍钴比的硫化物,利用X射线衍射仪与扫描电子显微镜对制备产物进行表征。以制备产物为活性物质、碳微球为导电剂、泡沫镍为基体制备出可测电极。通过循环伏安法(CV)与恒电流充放电等电化学方法分析测试了不同电极的电化学性能。反应物中镍含量为50%(质量分数)的电极,其CV曲线表现出较大的氧化还原电流密度,且在测试条件下具有最高的比电容938.7F/g。     

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。     

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.     

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。     

循环伏安法制备十二烷基苯磺酸掺杂聚苯胺纳米纤维的聚合过程

采用循环伏安法在镀金聚对苯二甲酸乙二酯(PET)膜上聚合了十二烷基苯磺酸(DBSA)掺杂的聚苯胺(PANI)膜,对比研究了PANI聚合过程中不同时刻的循环伏安特性、微观形貌和交流阻抗特性。结果表明,在DBSA溶液中,PANI循环伏安法聚合过程可以分为工作电极表面异相成核、晶核径向生长和纤维横向生长3个阶段。在聚合初期,异相成核需要在一个较高的电位下进行,一旦成核,聚合可以通过晶核引发自催化成膜反应在较低的电位下迅速进行。为了获得性能较好的PANI膜,循环伏安法电位上限应大于0.8V。     

聚苯胺/改性石墨电极的制备及电容性能研究

采用恒电流法、脉冲电流法、循环伏安法及自聚合法4种聚合方法将聚苯胺(PANI)沉积在改性石墨(MGE)上,制备了PANI/MGE复合电极。利用扫描电镜和红外光谱对PANI/MGE的微观形貌和分子结构进行表征;利用循环伏安法、恒电流充放电及电化学阻抗谱测试研究PANI/MGE的电化学性能。结果表明:脉冲电流法聚合所得PANI/MGE具有最高的单位面积电容量和良好的倍率特性,放电电流为10mA/cm2时,比电容可达3.35F/cm~2;在-0.2~0.8V区间内具有良好的电容性能,且经1000次扫描后,循环电容保持率为82.64%,可以用作赝电容器的电极材料。     

含不同比例水有机聚合液中制备的聚吡咯电极的电化学性能研究

在0.1mol/LPy+0.1mol/LLiClO4的碳酸丙烯酯溶液(PC)中添加不同比例的水(0、1%、2%、3%、4%(体积分数)),通过电化学恒电流法在Pt微电极上制备了聚吡咯(PPy)电极。采用循环伏安、交流阻抗、恒电流充放电及扫描电镜(SEM)等方法对不同含水比例聚合液中得到的PPy进行电化学测试及形貌分析。结果表明,聚合溶液中水的添加能够降低聚合电势,改善聚吡咯电极的电化学性能,含水比例1%条件下得到的PPy电极性能相对最好,表现出良好的反应可逆性,循环稳定性,较高的充放电效率。     

电沉积与铁基体电位活化的增强拉曼光谱研究

为探讨电沉积初始过程对电镀层结合强度的影响,采用循环伏安法和表面增强拉曼(SERS)光谱研究了光亮铁电极在5%KCl溶液中表面氧化物随电位负移的还原过程,并应用循环伏安法和恒电流电位-时间法研究了氰化物镀铜体系铁基体的电位活化现象和电沉积初始过程.结果表明,在电位-0.9 V时,特征波数为424 cm-1和499 cm-1的Fe3O4谱峰消失,电位-1.2 V时,特征波数671 cm-1的FeO、谱峰明显降低,说明Fe3O4和FeO在不同电位下依次实现还原过程.循环伏安曲线在-0.9 V及-1.2 V附近也依次出现了铁氧化物的还原电流平阶.在氰化物镀液中,铜的析出电位(约-1.4 V)负于铁表面氧化物的还原电位,电极过程首先实现铁表面氧化物的还原,随后铜沉积在活化的铁基体上.     

碳纳米管/铁氰化镍/聚苯胺杂化膜对抗坏血酸的电催化氧化

采用循环伏安一步共聚法在碳纳米管修饰的铂基体上制备了立方体的铁氰化镍/聚苯胺/碳纳米管杂化膜;采用循环伏安法和计时电流法测试了杂化膜对抗坏血酸的电催化氧化性能;通过扫描电子显微镜(SEM)观察了杂化膜电极的表观形貌。结果表明,该电极对抗坏血酸具有较高的电催化氧化活性;在0.1 mol/L PBS和0.1 mol/L KNO3的溶液中,该杂化膜电极对抗坏血酸的催化氧化电流与其浓度在1×10-5～1.4×10-4mol/L呈良好的线性关系,相关性系数R=0.996 6,检出限为6.09×10-6mol/L,同时具有较高的灵敏度754.8 mA.M-1.cm-2,并采用计时电流法对抗坏血酸催化氧化的扩散系数和催化速率常数进行了研究。