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电化学—溶胶凝胶法直接制备cu2o/cuo/cu-sio2复合薄膜

电化学—溶胶凝胶法直接制备Cu2O/CuO/Cu-SiO2复合薄膜

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作者：吴亚珍重庆大学

学位级别：硕士

铜氧化物(cuo和cuo)/铜(cu)和sio构成的复合材料(cuo/cuo/cu-sio)在光子器件、光催化、感应器件等领域具有广泛的应用前景。文献报道的cuo/cuo-sio复合材料的制备都经过了后续的处理过程,如高温热处理或射线处理。本文采用电化学-溶胶... 详细信息

铜氧化物(cuo和cuo)/铜(cu)和sio构成的复合材料(cuo/cuo/cu-sio)在光子器件、光催化、感应器件等领域具有广泛的应用前景。文献报道的cuo/cuo-sio复合材料的制备都经过了后续的处理过程,如高温热处理或射线处理。本文采用电化学-溶胶凝胶法技术一步得到cuo/cuo-sio复合薄膜材料。以醋酸铜(cu(Ac)2)和正硅酸乙酯(TEoS)为前驱体,以柠檬酸钠(Na3Cit)溶液为配合剂,配制出了[cu(II)]:[Cit-]分别为2:1、1:1、1:2的透明澄清、在空气中非常稳定的cu(II)-Cit--sio复合溶胶;在室温(20℃)下,分别以这3种溶胶为电解液,在不同电位下于ITo(氧化铟锡导电玻璃)基底上直接沉积得到3种cu基-sio复合薄膜。采用循环伏安(CV)、X-射线衍射(XRD)、扫描电镜/X-射线散射能谱(SEM/EDX)和X-射线光电子能谱(XPS)对复合薄膜的组成和形貌进行了表征,结果表明cu(II)在3种溶胶中的电化学行为完全不同。(1)在[cu(II)]:[Cit-]为2:1的复合溶胶中,在较低的电位下(00.42 V),电化学沉积制备得到cuo-sio复合薄膜;在更负的电位(-0.421.0 V)下电化学沉积制备得到cuo-cuo-sio复合薄膜;(2)在[cu(II)]:[Cit-]为1:1的复合溶胶中,在较低的电位下制备得到cuo-sio复合薄膜;在-0.81.0 V条件下制备得到cuo-cu-sio复合薄膜;(3)在[cu(II)]:[Cit-]为1:2的复合溶胶中,在较低的电位下制备得到cuo-sio复合薄膜;在-1.0 V条件下制备得到cuo-cu-sio复合薄膜。计时安培(CA)研究表明,溶胶体系的充电电流很大,本文采用Langmuir吸附/解吸平衡方程扣除其影响,再用Scharifker-Hill扩散控制下的三维多核生长模型解析成核电流。结果表明,(1)在[cu(II)]:[Cit-]为2:1的复合溶胶中,cuo/cuo表现为瞬时成核机理;(2)在[cu(II)]:[Cit-]为1:1和1:2的复合溶胶中,随着电位向更负的方向移动,cuo/cu由连续成核逐渐转向为瞬时成核。

关键词：电化学-溶胶凝胶复合溶胶 Cu2O-SiO2 cu2o-cuo-sio2 cu2o-cu-sio2 复合薄膜

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