电化学沉积垂直介孔薄膜及其性能的研究.pdf

摘要硅基介孔材料由于具有高的比表面、大的孔容及孔径可调等优点在催化、的变化情况。,发现所制备的吸附、分离、光电和缓释等领域有着非常广阔的应用前景,并且有序孔道排列使其在器件上的应用成为可能,特别是具有孔道垂直于基板排列的介孔二氧化硅薄膜材料的应用研究激发了科学家们极大的兴趣。目前应用上的发展是,以薄膜的垂直孔道为模板生长金属纳米线、嵌入光活性分子等对其形貌进行控制,也可以作为电化学传感器、光学器件等。采用电化学沉积技术成功制备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。该技术是对浸入到初始溶胶中的工作电极施加负电位,在电极/溶液界面电产生氢氧根离子,并以此为催化剂促进硅前驱体的缩聚和自组装形成具有排列有序并且孔道垂直于基板的薄膜,这种垂直取向是在电场的导向作用下产生的。其中初始溶胶是在酸性条件下以��为无机硅源,表面活性剂��为模板剂。本文就溶胶中的支持电解质对��水解和电化学沉积过程的影响进行了研究,得出中性的硝酸盐类是最佳支持电解质。采用小角�������对介孔薄膜的孔道排列、表面形貌和孔道结构进行了表征,发现介孔薄膜的孔道排列有序且成圆柱状;采用循环伏安技术对介孔薄膜的渗透性进行了分析,发现薄膜具有一定的渗透性,由渗透性和��┦油枷窨梢灾っ鞅�膜孔道排列的垂直性。其中��枷裣允荆�椎琅帕谐氏智�蛐浴岸嗑�结构,具有一定的缺陷。利用椭偏仪分析了薄膜的厚度在不同沉积电位下随沉积时间介孔薄膜是一种良好的光学非晶态增透膜,具有较大的孔隙率。关键词:介孔��薄膜,电化学沉积,垂直孔道,循环伏安法,恒电位法武汉理工大学硕士学位论文
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根据孔径尺寸大小,国际理论���与应用化学联合会�〢�将多第�滦髀���介孑�牧献凼�方面的应用造成很大障碍。孔径尺寸大于��的材料为大孔材料,如水泥、多学、化学与材料学界的高度重视,迅速成为当今研究的热点和前沿之一,与其近年来研究发现,介孔材料具有高比表面积����痝�⒔洗蟮目兹荨⒘�机分子固定在孔道内壁上��U庵指春辖榭撞牧嫌τ迷诖呋�煊蛑斜却�炒呋��表现出特别优异的化学催化活性。另外,由于介孔材料所具有的有序可调的纳孔材料分为微孔�������⒔榭�������痛罂��������料【�。孔道直径为���的是微孔材料,其中最有代表性的材料是人工合成的沸石分子筛,但其孔径尺寸一般小于�����舛云湓诖呋�陀谢�蠓肿拥奈��孔陶瓷等,这种材料的最大特点是孔径较大,但是分布范围宽,且孔径尺寸分布不均匀,排列无序。介于二者之间的称为介孔材料,其孔径尺寸的范围是�����缫恍┪⒕РAА⑵胀ǖ腟����骸��系列和���盗薪榭撞�料等,其中后两种材料孔径尺寸大小一致,孔道排列均匀整齐,具有非常高的比表面积和孔容,为其在吸附��⒋呋��】、分离【�俊⒏涸氐攘煊虻挠τ锰峁┝肆�好结构特征。��年美国����究蒲Ъ襅���珺��取�】首次成功运用纳米结构自组装技术制备出介孔��分子膜����,该分子膜具有窄的孔径尺寸并且均匀分布、六方有序规整孔道排列和孔径连续可调等优点,引起了国际物理相关的制备工艺开发和应用研究也变得异常活跃。好的水热稳定性和酸碱稳定性、有序可调的孔道结构等优点,其孔道表面可进行新的化学修饰或物理吸附,通过固定或填充一些功能分子,使其具有某种特殊功能,从而满足实际应用需要。特别是硅基介孔材料的孔道表面具有许多�.�基团,可作为活性点与功能有机分子发生反应,从而以化学键的方式将有米孔道结构,可作为纳米粒子的“微型反应器”【�浚�蚨�谄淇椎滥诮�辛孔拥�和纳米线的生长研究,可为科学家从微观角度研究纳米材料的表面效应、量子效应和小尺寸效应提供坚实的实验基础。目前研究最多的是将介孔材料用作新武汉理工大学硕士学位论文
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