一步电沉积法制备铜表面稀土镧/石墨烯超疏水复合涂层及其耐腐蚀性能

海洋腐蚀的倾向性是制约铜基材料使用性能和安全性的一个重要因素。因此,提高铜表面耐腐蚀能力成为研究重点。采用一步快速电沉积工艺在铜基表面制备肉豆蔻酸镧/氧化石墨烯(LaM/GO)超疏水复合涂层,采用扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)、水接触角测量和电化学测试等手段对复合涂层的结构及性能进行了表征。结果表明:电沉积阴极表面产生了低表面能材料和花瓣状微纳粗糙结构,涂层表面静态水接触角为154°±3°,滚动角为5°±3°;电位动态极化曲线测量表明,超疏水复合涂层表面的腐蚀电位增加、腐蚀电流密度降低了2个数量级,缓蚀效率达99.34%,耐腐蚀性能得到显著提升;此外,所获得超疏水复合涂层表面显示出优异的防污性能和机械稳定性。

一步电沉积法制备Ni-Mo-Nd/NF复合电极及其析氢性能研究

目的采用一步恒电流沉积法在泡沫镍基底上制备出镍-钼-钕三元析氢电极,提高碱性条件下的析氢性能。方法使用电化学工作站研究工艺参数对Ni-Mo-Nd/NF析氢电极性能的影响,同时制备Ni-Mo/NF析氢电极,使用扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析仪(XRD)、能谱仪(EDS)和X射线光电子能谱(XPS)对合金镀层表面形貌、相结构、元素含量及成键状态进行表征。通过线性扫描伏安法(LSV)、循环伏安法(CV)及电化学阻抗技术(EIS)测试电极析氢性能。结果最佳工艺参数为:pH=4.5,电流密度30 mA/cm^(2),沉积时间60min,温度30℃。在1.0 mol/LKOH溶液中,Ni-Mo-Nd/NF电极在10 mA/cm^(2)下的析氢过电位仅为73 mV,Tafel斜率为147 mV/dec,表明析氢反应机理遵循典型的Volmer-Heyrovsky步骤。此外,Ni-Mo-Nd/NF电极在长时电解24h时电流密度保持稳定,2000次循环伏安测试后,催化剂的活性衰减微小。结论稀土元素Nd的掺杂,能够细化电极表面的球形颗粒并提高电极表面粗糙度,从而提升电极的比表面积,为析氢反应提供更多的活性位点,利于析氢反应效率的提高。由于三元合金的协同作用,与二元合金Ni-Mo/NF相比,Ni-Mo-Nd/NF三元合金电极显示出更优异的HER催化性能。

一步电沉积纳米铜/石墨烯/壳聚糖复合膜修饰玻碳电极测定邻苯二酚

用一步电沉积法制备了纳米铜/石墨烯/壳聚糖复合膜修饰玻碳电极。用循环伏安法(CV)和差分脉冲伏安法(DPV)对邻苯二酚在该修饰电极的电化学行为进行了研究。实验结果表明,在pH值为7.0的磷酸盐缓冲液(PBS)中,该修饰电极对邻苯二酚具有良好的电催化作用,其电化学信号与邻苯二酚的浓度在1.0×10-6～2.0×10-4mol/L范围内呈良好的线性关系,线性相关系数为0.991。检出限为1×10-7mol/L。结果表明,纳米铜/石墨烯/壳聚糖复合膜修饰电极显著提高了邻苯二酚的电化学响应信号,并表现出良好的选择性和重现性。该方法成功用于水样中邻苯二酚含量的测定。

CIS(CIGS)薄膜在乙醇中的一步电沉积制备

利用一步电沉积法在乙醇溶液中制备出CIS和CIGS前驱体薄膜,并在氩气氛中进行550℃、30 min的热处理。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及自带能谱仪(EDS)对薄膜进行测试表征,并对电沉积CIS(CIGS)薄膜的机理进行了初步探讨。结果表明热处理后的薄膜物相纯净且结晶度高,表面致密、均匀,EDS分析表明所制备的CIGS薄膜为轻微贫铜膜,原子比[Ga]/([In]+[Ga])为0.24,分布在高效太阳电池所需比值范围内。

一步电沉积制备石墨烯-氧化锌纳米墙复合物高灵敏检测氯霉素

采用一步电沉积技术同步实现了氧化石墨烯（RGNO）的还原和氧化锌（ZnO）的电沉积,从而制得石墨烯-氧化锌纳米墙（GZNWs）。在形成过程中,氧化石墨烯中可充当活性位点的含氧基团起了关键作用。通过扫描电子显微镜和差分脉冲伏安法,对制得的电化学还原石墨烯-氧化锌复合物（ERGNO-ZnO）的形貌及电化学性质等进行了表征。结果表明,由于具有增强的活性表面积,更精细的结构,超级电子转移能力,具有独特纳米墙形貌的ERGNO-ZnO可望应用于传感领域,其规整排列的纳米墙形貌和大的比表面积为氯霉素（CAP）在电极上的电子交换提供了有利条件。实现了对氯霉素的高灵敏检测,检测范围1.0×10^-7～1.0×10^-3 mol·L^-1,检测限达到6.7×10^-8 mol·L^-1。

一步电沉积法制备铜铟硫薄膜的研究

本文采用一步电沉积法在ITO玻璃衬底上成功制备了不同Cu/In比的CuInS2(CIS)薄膜。采用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射和紫外-可见分光光度计对制备的薄膜进行了表征,并研究了Cu/In比对薄膜结晶性和光学性能的影响。研究表明:通过优化电解液成分、pH值和电沉积条件,可得到均匀致密、与衬底结合力强的CIS薄膜;Cu/In比的增大有助于提高退火后薄膜的结晶性能,增大晶粒尺寸;所制备的薄膜均为单一黄铜矿相,具有较好的光吸收性能,其禁带宽度约为1.47eV。

一步电沉积镍铁硫化物纳米复合电极

采用一步电沉积法在导电性能优异的碳布上生长二元镍铁硫化物纳米片作为超级电容器的电极,从而进一步提高其电化学性能。由于复合材料纳米结构具有较小的尺寸且表面粗糙多孔,为充放电过程中发生氧化还原反应提供了更加丰富的活性位点。同时,碳布作为基底,也进一步提高了复合材料的导电性。通过比较不同比例Ni-Fe-S/碳布复合材料的电化学性能,得到了性能最优异的比例,并对其进行了进一步的测试。复合材料的比电容在1 A/g时可达到770 F/g,并在40 A/g时容量可以保持在672 F/g。在进行10000次循环后,可保持初始值的92.3%。本研究对于二元金属硫化物/碳布复合材料作为超级电容器电极材料的发展具有一定的促进作用。

超疏水表面一步电沉积制备及防污性能分析

为了减少海洋环境下金属材料表面的生物贴附,在不同沉积电压下利用一步电沉积法将硬脂酸铈沉积到5083铝合金基材上,构建超疏水表面,利用疏水性能抑制生物污损,借助多种测试分析手段对所制备表面的静态接触角、表面形貌、表面成分进行分析,以典型海洋污损微生物三角褐指藻和芽孢杆菌为目标污损生物评价所制备样品的防污性能,试验结果表明,当沉积电压为50 V时,采用一步电沉积法制备的超疏水表面具有良好的化学稳定性和高效的防污性能。与光滑基体表面相比,该超疏水表面可有效减少三角褐指藻和芽孢杆菌的贴附。

一步电沉积制备Ni Al-LDHs/CS/CNTs修饰电极及用于构建非酶葡萄糖传感器

采用恒电位法将镍铝水滑石、壳聚糖和碳纳米管一步电沉积在电极表面,构建了一种新型的非酶葡萄糖传感器。对制备的Ni Al-LDHs/CS/CNTs修饰电极进行了表征,并对其传感性能进行了电化学测试,结果表明该修饰电极对葡萄糖的氧化展现出优秀的电催化性能。在优化条件下,其线性范围为10μM-5.85m M,灵敏度为1.056 m A·m M-1cm-2,其最低检测限为1μM(三倍信噪比)。该传感器具有灵敏度高、重现性好、稳定性高以及抗干扰能力强等特点。

一步电沉积法制备超疏水Cu网及其耐腐蚀和油水分离性能

用一步电沉积法在Cu网表面制得超疏水膜层,并用FE-SEM、接触角测量仪、EDS、FTIR和XPS表征膜层的形貌、浸润性和化学成分,研究工艺参数对膜层微观结构和浸润性的影响。结果表明,在30 V电压下反应10 min,得到的Cu网表面均匀覆盖着由纳米片聚集成的微米胞,成分为Cu[CH_3(CH_2)_(12)COO]_2,接触角达到最大值156.2°,滚动角低至1°。用动电位极化曲线和油水分离装置分析试样的耐腐蚀和油水分离性能,结果表明,超疏水膜层将基体的腐蚀电流密度从1.50×10-5A/cm2减小到4.77×10-9A/cm2,降低约3个数量级,腐蚀电压从-0.177 V提高到-0.141 V。油水分离实验表明,超疏水Cu网经5次循环利用后,油水分离效率仍在95%以上,显示出良好的油水分离能力和循环使用性能。

一步脉冲电沉积增强超疏水表面稳定性实验研究

为解决传统电化学沉积制备超疏水表面稳定性差的问题,提出了一种一步脉冲阳极氧化辅助阴极电沉积法制备增强型超疏水表面,并探究不同脉冲占空比对光滑平面与粗糙平面电沉积形貌的影响,以及对两种条件下制备所得样件进行了鲁棒特性测试与分析。研究结果表明,与以光滑表面为基底的阴极表面相比,以粗糙表面为基底的阴极表面具有更优异的超疏水性能,其中静态接触角高达159.9°,滚动角低至4°。同时,具备多级粗糙结构的超疏水样件比单级粗糙结构的样件更具抗腐蚀性和机械稳定性,其腐蚀电流密度比单级粗糙结构样件降低了两个数量级(从10^(-5)变为10^(-7)),且在2.5 kPa压力下经过220 cm距离的机械磨损测试后,其静态接触角从159.9°下降至140°,而单级结构样件的接触角则从155°下降至113°。

硅钼酸@石墨烯复合膜修饰电极及电化学行为

以氧化石墨烯(GO)和硅钼杂多酸(SiMo_(12))为原料,用一步电沉积法构筑SiMo_(12)@ERGO复合膜修饰的氧化铟锡(ITO)电极。采用扫描电镜和X-射线光电子能谱研究了电极的表面形貌和成分,通过循环伏安法对修饰电极的电化学性能进行了研究,并将构筑的修饰电极应用于亚硝酸根和抗坏血酸的测定。结果表明,与空白ITO和分步沉积法得到SiMo12/ERGO修饰电极相比,该方法得到的复合膜电极上SiMo_(12)的负载量高,稳定性良好,同时对抗坏血酸具有良好的电催化能力。

石墨烯/聚嘧啶复合膜修饰电极用于甲基对硫磷的电化学测定

采用一步电沉积法制备了石墨烯/聚嘧啶复合膜修饰电极.利用循环伏安法和方波伏安法研究了甲基对硫磷在该复合膜电极上的电化学行为.结果表明,该复合膜对甲基对硫磷具有灵敏度高、响应速度快等特点.在最佳条件下,甲基对硫磷的峰电流响应与其浓度在0.000 3-2.5μmol/L范围内呈现良好的线性关系,检测限为0.05nmol/L.该石墨烯/聚嘧啶复合膜修饰玻碳电极也表现出良好的稳定性、重现性和抗干扰能力,并可用于实际样品的检测。

电解液pH值对电化学法制备的CIGS薄膜光电性能的影响

以F掺杂透明导电玻璃(FTO)为基底,利用一步电化学沉积法制备了Cu(In1-x,Gax)Se2(CIGS)薄膜,系统地研究了电解液pH值对CIGS薄膜的化学组分、结构及其光电性能的影响。结果显示通过改变电解液pH值可以有效调控薄膜中In和Ga的化学计量比。X射线衍射(XRD)分析和扫描电子显微镜(SEM)结果表明,pH值为2.0时制备的CIGS薄膜结晶性较好,颗粒尺寸分布均匀。并且利用表面光伏技术研究了不同化学计量比对CIGS薄膜中光电荷动力学过程的影响,结果表明n(Ga)/n(In+Ga)约为0.3时,CIGS薄膜的光电性能最好。

AZ31镁合金基Cu-MOF-SA超疏水膜的制备及其耐腐蚀性能研究

腐蚀是影响镁及其合金大规模应用的关键技术难题之一,因可有效隔离金属基底与腐蚀介质的直接接触,从而降低腐蚀速率,制备超疏水表面成为提高镁合金耐蚀性的有效途径。通过一步电沉积方法,在AZ31镁合金基底上成功制备了铜-金属有机骨架-硬脂酸(Cu-MOF-SA)超疏水膜,并对超疏水膜的耐腐蚀性、化学稳定性和耐热性进行了综合研究。结果表明,表面的水接触角可达158°,超疏水膜覆盖的试样在3.5%NaCl溶液中表现出良好的耐腐蚀性能,相比AZ31镁合金基底,其腐蚀电位正移了0.24 V,腐蚀电流密度降低了1个数量级。在pH值为1~14的溶液中浸润24 h后,超疏水膜的水接触角仍可达135°以上,浸泡在pH=1的溶液24 h的超疏水膜的腐蚀电位比AZ31镁合金基底高0.21 V。在20~90℃空气中保温24 h后,超疏水膜的水接触角仍保持在154°以上,80℃下保温24 h后其腐蚀电位比AZ31镁合金基底的高0.22 V,腐蚀电流密度比AZ31镁合金基底的小1个数量级。结果表明,本研究制备的Cu-MOF-SA疏水膜具有良好的超疏水性和耐腐蚀性。

铜−石墨烯复合镀层表面自清洁防污薄膜研究

本文采用一步电沉积法在铜−石墨烯(Cu-GNS)复合镀层表面制备超疏水薄膜并研究其自清洁防污特性。当沉积电压达到15 V时,Cu-GNS复合镀层表面被多肉植物叶片状的粗糙结构完全均匀覆盖,接触角达到最大值152.3°,滚动角接近0°,实现了最佳的超疏水效果,赋予了复合镀层自清洁防污的性能。通过化学成分表征,确定了所制备薄膜的主要化学成分是低表面能物质十四酸铜,并分析其成膜反应机理。对经沉积薄膜后的Cu-GNS复合镀层进行自清洁防污测试,其表面没有被所浸液体污染,经过10次循环试验后表面依然没有残留液体,并且保持干燥,表明Cu-GNS复合镀层经沉积薄膜后,在实际应用中具有了出色的自清洁防污效果。

建筑45钢结构表面超疏水结构的制备及其耐蚀性能分析

为提高建筑45钢结构表面的超疏水能力,采用一步快速电沉积的方式在45钢表面制备超疏水结构,通过试验测试优化了制备参数,同时表征了超疏水结构的结构及其耐腐蚀性能。通过接触角和滚动角分析确定最优工艺:电解液组成采用0.05 mol/L硬脂酸、40 mg/L苯三腈,电沉积电压为8 V,电沉积时间取10 h。以最优工艺制备试样,并进行组织及耐腐蚀性能分析。对45钢试样表面进行超疏水处理后,形成了许多外形尺寸与分布形态均匀的突起并产生了明显凹坑。对45钢进行超疏水处理后获得了更高的自腐蚀电位,说明超疏水改性后的45钢对3.5%NaCl溶液具有更强的耐蚀性,且可以同时提升阳极与阴极的耐蚀能力。

One-step electrodeposition to fabricate robust superhydrophobic silver/graphene coatings with excellent stability

A facile method was proposed to prepare stretchable silver-based composite coatings with excellent conductivity and stability for flexible electronics.Silver coating was firstly deposited on thermoplastic polyurethane(TPU)elastomer rubber surface via two-component spraying technique,then the superhydrophobic surface was obtained by one-step electrodeposition of cerium compounds(CeM)and graphene nanosheets(GNS)to produce Ag/CeM/GNS composite coatings.The obtained Ag/CeM/GNS composite coatings maintained high conductivity after experiencing bending cycles and stretching cycles.Furthermore,the as-prepared Ag/CeM/GNS composite coatings showed excellent self-cleaning and anti-fouling properties,and the corrosion resistance has improved significantly compared to the original Ag coating.In addition,the Ag/CeM/GNS composite coatings could drive the circuit normally in the states of tensile,bending and twisting deformation,showing excellent mechanical stability and applicability.As a result,it is believed that the prepared Ag/CeM/GNS composite coatings with excellent conductivity and stability have promising applications for flexible electronics in harsh conditions.

超疏水Co-MoS_(2)复合镀层的制备及其性能

采用一步电沉积法制备了具有优异耐磨耐蚀的超疏水Co-MoS_(2)复合镀层。利用扫描电镜、X射线衍射仪、激光共聚焦显微镜、接触角测试仪及电化学工作站等系统研究了电流密度和电沉积时间对复合镀层的微观形貌结构、润湿性、自清洁效果、耐磨和耐蚀性能的影响规律及机理。结果表明,当电流密度为20 A/dm^(2),电沉积时间为30 min时,Co-MoS_(2)复合镀层实现超疏水效果,接触角达到最大值约151.4°,具有良好的自清洁防污性能。在2.5 kPa压力下与800目砂纸摩擦1200 mm后,镀层表面仍具有高于146°接触角的良好疏水性,表现出优异的耐磨性能。该超疏水复合镀层还具有较好的耐腐蚀性能。一步电沉积法简单、经济高效且环保制备了高性能超疏水复合镀层,可望实现超疏水材料的实际应用。