電化學(xué)沉積垂直介孔二氧化硅薄膜及其孔徑調(diào)節(jié).pdf

1、硅基介孔薄膜材料在眾多領(lǐng)域有著非常廣闊的應(yīng)用前景，尤其是垂直有序介孔薄膜使其在器件上的應(yīng)用成為可能激發(fā)了科學(xué)家們極大的興趣。目前應(yīng)用上的發(fā)展是以薄膜的垂直孔道為模板生長(zhǎng)金屬納米線、嵌入光活性分子等對(duì)其形貌進(jìn)行控制，也可以作為電化學(xué)傳感器、光學(xué)器件等。
　　 本文采用電化學(xué)沉積技術(shù)成功制備了具有孔道高度有序排列并且垂直定向的介孔二氧化硅薄膜。該技術(shù)是以正硅酸乙酯TEOS為無(wú)機(jī)硅源，十六烷基三甲基溴化銨CTAB為模板劑，將浸入到初始

2、溶膠中的工作電極施加負(fù)電位，在電極/溶液界面電產(chǎn)生氫氧根離子，并以此為催化劑促進(jìn)硅前驅(qū)體的縮聚和自組裝形成具有排列有序并且孔道垂直于基板的介孔二氧化硅薄膜。其主要的研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:
　　 采用傅里葉紅外光譜(FTIR)、小角X射線衍射、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)對(duì)介孔薄膜的孔道排列、表面形貌和孔道結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，實(shí)驗(yàn)觀察到介孔薄膜的孔道排列有序且六方介孔排列，孔徑為2-3nm采用循環(huán)伏安技術(shù)對(duì)介孔薄膜

3、的滲透性進(jìn)行了分析，由滲透性和TEM俯視圖像可以證明薄膜孔道排列的垂直性。
　　 以均三甲苯為擴(kuò)孔劑，TEOS為硅源，CTAB為模板劑，電沉積介孔二氧化硅薄膜，采用FTIR、小角XRD、SEM、TEM對(duì)介孔薄膜的孔道排列、表面形貌和孔道結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，孔徑增加至3.3nm，同樣孔道排列垂直基體，但擴(kuò)孔劑的添加使介孔薄膜孔道有序性有所下降。利用紫外-可見光譜分析表征了薄膜的透過(guò)率曲線，發(fā)現(xiàn)所制備的介孔薄膜是一種良好的光學(xué)非晶態(tài)增透