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金刚石与磨料磨具工程 2024年第2期44卷 151-160页

作者：刘典宏尹钊陈峰磊马莉李静魏秋平中南大学材料科学与工程学院长沙410083 中南大学粉末冶金国家重点实验室长沙410083

探究在热丝化学气相沉积生长硼掺杂金刚石的过程中,掺硼浓度与沉积气压对钛基硼掺杂金刚石薄膜的微观结构与电化学氧化性能的影响,并以四环素作为模拟污染物进行电化学氧化降解实验。使用扫描电子显微镜、拉曼光谱、紫外分光光度计以及... 详细信息

探究在热丝化学气相沉积生长硼掺杂金刚石的过程中,掺硼浓度与沉积气压对钛基硼掺杂金刚石薄膜的微观结构与电化学氧化性能的影响,并以四环素作为模拟污染物进行电化学氧化降解实验。使用扫描电子显微镜、拉曼光谱、紫外分光光度计以及电化学工作站对电极表面形貌、成分以及电化学性能进行表征。结果表明:随着掺硼浓度与沉积气压的增大,金刚石薄膜表面晶粒明显细化,生长速率下降;然而随着沉积气压的升高,金刚石的晶粒质量逐渐降低,但硼原子掺杂则会提高金刚石晶粒质量;在高掺硼浓度和低沉积气压的条件下,金刚石薄膜表面的硼原子浓度更高;高掺硼浓度和低沉积气压下所生成的较大晶粒尺寸和更高硼原子浓度的硼掺杂金刚石电极具有更优越的电化学性能、更高的降解效率以及更低的降解能耗。

关键词：钛基硼掺杂金刚石薄膜电极电化学氧化掺硼浓度沉积气压四环素

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掺硼浓度对金刚石薄膜微电极电化学氢化的影响

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材料研究与应用 2023年第6期17卷 1109-1116页

作者：龙航宇刘学璋文魁许伟广东省现代表面工程技术重点实验室/广东省科学院新材料研究所广东广州510650 佛山科学技术学院材料科学与氢能学院广东佛山528000 江西科技师范大学材料与机电学院江西南昌330038

硼掺杂金刚石(BDD)具有高的析氧电位、低的背景电流等优异的电化学性能,但其电化学传感特性易受掺硼浓度影响。采用热丝化学气相沉积法在微细钨丝上沉积BDD薄膜,在不同沉积温度(700和800℃)下改变掺硼浓度而制备了系列BDD微电极,研究了... 详细信息

硼掺杂金刚石(BDD)具有高的析氧电位、低的背景电流等优异的电化学性能,但其电化学传感特性易受掺硼浓度影响。采用热丝化学气相沉积法在微细钨丝上沉积BDD薄膜,在不同沉积温度(700和800℃)下改变掺硼浓度而制备了系列BDD微电极,研究了掺硼浓度对BDD微电极表面电化学氢化的影响。同时,采用扫描电子显微镜、Raman光谱分析薄膜形貌和成分,采用循环伏安法在铁氰化钾溶液中检测薄膜的表面状态和电化学性能。结果表明:高温会促进薄膜中硼的掺入,降低了薄膜质量;随着薄膜中硼浓度的增加,原生BDD电极的表面状态和电化学性能改变不大,但是会降低BDD微电极从氧端基恢复到氢端基的难度。

关键词：金刚石掺硼浓度电化学氢化表面端基

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掺硼金刚石电极的制备及其电化学合成臭氧性能研究

掺硼金刚石电极的制备及其电化学合成臭氧性能研究

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作者：刘芳牡中南大学

学位级别：硕士

臭氧作为一种环境友好型的强氧化剂,被广泛用于食品处理、废水处理等。掺硼金刚石(BDD)具有极高的析氧电位、极强的耐腐蚀性及优异的电化学稳定性,被认为是电化学合成臭氧的理想阳极材料。BDD电化学合成臭氧性能与掺硼浓度及其表面状态... 详细信息

臭氧作为一种环境友好型的强氧化剂,被广泛用于食品处理、废水处理等。掺硼金刚石(BDD)具有极高的析氧电位、极强的耐腐蚀性及优异的电化学稳定性,被认为是电化学合成臭氧的理想阳极材料。BDD电化学合成臭氧性能与掺硼浓度及其表面状态(表面形貌与组成成分)密切相关。因此,本文从掺硼浓度与表面状态两个方面,系统研究各个因素对BDD电极电化学合成臭氧性能的影响。(1)采用热丝气相沉积法制备不同掺硼浓度的BDD电极,系统研究掺硼浓度对BDD电极电化学产臭氧性能的影响。结果表明,随着掺硼浓度的增大,BDD晶粒尺寸变小,析氧电位(均大于2.2 V *** Cl)呈现减小的趋势,电化学活性面积先增加后减小。当掺硼浓度为2.03×10atoms cm时,BDD电极具有最大的电化学活性面积(ECSA),最优的电化学合成臭氧性能。(2)采用氧等离子刻蚀技术对BDD表面状态进行改性,系统研究表面状态对BDD电化学产臭氧性能的影响。通过调控刻蚀温度和时间,得到不同表面状态的多孔BDD电极(析氧电位在2.3～2.4V ***/Ag Cl左右)。结果表明,轻微刻蚀时,BDD表面呈现典型的金刚石结构,ECSA提高到4.72 cm;中度刻蚀时,BDD表面呈现微纳多孔的金刚石表面结构,ECSA提高到7.07 cm;重度刻蚀时,晶粒结构被完全破坏,ECSA与原样BDD基本一致(仅为2.92 cm)。(3)电化学合成臭氧性能测试结果表明,中度刻蚀的BDD(刻蚀温度为700°C,刻蚀时间为2 min,编号为p-BDD)产臭氧浓度最高为9.48 mg L。在相同单位能耗下,p-BDD产臭氧能力是原样BDD的3.76倍。在长达40 h的测试过程中,p-BDD电流密度仅衰减了4.2%。与常规电极相比,p-BDD表现出了优异的长期稳定性与较为突出的电化学产臭氧能力,具有一定的应用潜力。图28幅,表9个,参考文献119篇

关键词：掺硼金刚石电极掺硼浓度氧等离子体刻蚀电化学产臭氧

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