高定向石墨表面電沉積鈀銀合金納米線陣列研究.pdf

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

2、阻抗、電勢階躍等電化學實驗方法研究了電沉積機理。在實驗中嘗試了三種制備納米線的方法：“三脈沖”、“硫醇自組裝”和“一步沉積”，探索了幾種方法的特點和控制參數(shù)。研究獲得的結論如下： 1.電化學極化曲線表明，鈀比銀的極化曲線極化大；合金共沉積中，鈀對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，可以實現(xiàn)鈀銀合金的共沉積，電解液中硝酸銨起導電和配合作用。鈀銀共沉積屬于非正常共沉積機制，

3、其原因是銀在鈀的表面欠電勢沉積。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中的銀質(zhì)量分數(shù)在23％～18％左右。 3.氧化、成核采用恒電勢脈沖，生長采用恒電流脈沖的改進“三脈沖”新方法制備鈀銀合金納米線的最佳工藝條件是：氧化脈沖0.8～1.1V；成核脈沖-1.4V～-1.5V，成核時間5ms～1000ms，生長電流脈沖-20～-60μA·cm-2。該

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