掺硼金刚石薄膜臭氧水在牙科综合治疗台水路消毒的效果评价

口腔综合治疗台(dental unit,DU,以下简称“牙椅”)是口腔门诊诊疗过程中最基础的医疗设备,其水路系统(dental unit waterlines,DUWLs)主要负责牙椅上牙科高速手机、三用枪、水杯注水器等的用水。由于DUWLs的特性,以及临床使用过程中回吸造成的水及管道内壁污染。

掺硼金刚石薄膜电极电催化降解染料废水的研究

通过测试新型掺硼金刚石薄膜电极的电化学性质,发现掺硼金刚石薄膜电极具有较高的析氢析氧过电位,有效地抑制了析氧副反应,具有较高的催化氧化效率。在研究活性艳红模拟染料废水在该电极上的催化降解过程中,考察了不同工艺条件:活性炭投加、电解质、电流密度、pH值和染料废水的初始浓度对染料降解脱除的影响。实验结果表明:在酸性介质中,投加一定量的活性炭和2gL-1硫酸钠电解质,选用电流密度为0.08Acm-2,来处理高浓度染料废水色度去除率可达到99%。由染料废水处理前后的紫外可见光谱表明电解不仅破坏了染料分子中的偶氮共轭发色基团,达到去色的目的,还可以断裂其他难降解小分子基团。

锌、镉、铅离子在原位铋修饰掺硼金刚石薄膜电极上的传感分析

以原位铋修饰掺硼金刚石薄膜电极为传感电极,利用阳极溶出伏安法对重金属离子Zn^(2+)、Cd^(2+)、Pb^(2+)进行同时检测分析。原位铋修饰掺硼金刚石薄膜电极可有效提高Zn^(2+)、Cd^(2+)、Pb^(2+)的溶出峰值电流。考察了p H值、扫描方式、电极硼掺杂浓度、富集电位等参数对检测分析的影响。在优化的实验条件下,原位铋修饰BDD电极对Zn^(2+)、Cd^(2+)、Pb^(2+)传感分析具有良好的特性,在10~300μg/L浓度范围内具有良好的线性度和重复性,检出限分别为0.56、0.32和0.75μg/L(S/N=3)。干扰实验结果表明,3种重金属的相互干扰较小,除Cu^(2+)外,水中常见离子对测定干扰较小。实际水样中,3种离子的回收率为92.0%~114.0%。

掺硼金刚石薄膜电极分析检测痕量镉、铅、铜、汞

采用热丝化学气相沉积方法(HFCVD)制备硼掺杂金刚石(BDD)薄膜电极,并对BDD电极进行了表征和活化处理。以制备的BDD电极为工作电极利用阳极溶出伏安法对镉、铅、铜、汞重金属离子进行检测分析,考察了扫描方式、工作电极、支持电解液、p H值、电极硼掺杂浓度、富集时间、富集电位等因素对检测的影响。在优化实验条件下,对1-7 ppb的镉、铅、铜、汞重金属离子进行了同时检测,结果表明BDD电极对镉、铅、铜、汞重金属离子溶出峰的分离度较好,具有良好的线性度和重复性。

纳米金颗粒在掺硼金刚石薄膜电极表面的自组装及其电化学性能分析

对阳极氧化后的掺硼金刚石(BDD)薄膜进行表面氨基化处理,使柠檬酸根包裹的纳米金颗粒(粒径约18nm)自组装到BDD薄膜的表面。通过改变纳米金溶液的pH值,在BDD薄膜表面制备出二维形貌分布均匀且相对覆盖度高(约30%)的纳米金颗粒。在[Fe(CN)6]3-/4-体系中,通过循环伏安分析和交流阻抗分析实验发现,纳米金颗粒修饰后的BDD电极表面异相电子转移速率常数(Kapp)由2.8×10-4提高到8.9×10-4。纳米金颗粒修饰的BDD电极对多巴胺的氧化电位由0.54V减小到0.3V,且氧化峰峰值得到提高,证实了纳米金颗粒对多巴胺的催化作用。

自支撑金刚石厚膜表面外延掺硼金刚石薄膜研究

采用微波等离子体化学气相沉积技术(MPCVD),在抛光厚度0.5 mm的高热导率自支撑金刚石厚膜表面沉积厚度10μm掺硼金刚石薄膜,通过热导率测试仪、扫描电子显微镜、激光拉曼光谱、X射线光电子能谱以及四探针仪等测试手段对材料的热导率、形貌及微观质量、表面键合状态及导电性能等进行分析。结果表明,优化工艺后在自支撑金刚石厚膜表面外延形成了质量优异,结合力佳的掺硼金刚石薄膜,其电阻率最低为1.7×10^(-2)Ω·cm。同时,鉴于界面同质外延特性以及大尺寸晶粒特点,整体材料的热导率可高达1750 W/(m·K),显示这种层状复合材料良好的整体导热性能及表面导电性能。

掺硼金刚石薄膜电极电化学氧化垃圾渗滤液实验研究

采用电化学氧化法去除垃圾渗滤液中的COD和NH3-N,阳极为掺硼金刚石(BDD)薄膜电极,阴极为AISI201不锈钢,考察了对垃圾渗滤液中COD、NH3-N去除率和能耗的影响因素。结果表明,电流密度、稀释比是影响电化学氧化过程的主要因素,初始pH和极板间距对污染物去除率的影响较小。在稀释体积比1:2,电流密度75mA/cm2,不调节pH,极板间距为10 mm的最优工况条件时,COD、NH3-N的质量浓度变化分别满足线性方程COD/(mg·L-1)=1 675-3.1t/min和ρ(NH3-N)/(mg·L-1)=1 296-2.5t/min,对应线性相关系数分别为0.992、0.996。电化学氧化9 h后,COD、NH3-N去除率分别为99.13%、99.95%,能耗为88.61 kWh/m3。

掺硼金刚石薄膜电极对高浓度含藻水的灭活研究

以BDD为阳极,不锈钢为阴极,利用BDD电极良好的电化学特性研究BDD电极对含藻水的电化学氧化效果。考察了电流密度、极水比(A/V)、极板间距、初始pH、初始藻细胞浓度对杀藻效果的影响,并分析了一定条件下能耗与时间的关系。结果表明电流密度、A/V、初始藻细胞浓度对杀藻效果的影响较显著,而极板间距对杀藻效果的影响不明显,初始pH在4时灭藻效果最好,在初始阶段碱性条件比中性及弱酸性条件灭藻效果好。当电流密度为17 mA/cm^2,A/V为9.75 m^(-1),极板间距为0.7 cm,初始pH为7.0,初始藻密度浓度为1.2×10~9~1.4×10~9的条件下,BDD电极电化学氧化灭藻呈一级动力学特征(k=0.032 4,R^2=0.997),在电解时间90 min内可取得良好的灭藻效果,耗能37.69 kW·h/m^3,且能耗与电解时间呈现良好的线性关系。

掺硼金刚石薄膜二次电子发射特性的研究

掺硼金刚石薄膜具有负电子亲和势和良好的电子运输性能且容易制备,作为冷阴极材料在图像显示技术和真空技术等方面都有着巨大的应用价值,引起人们的注意。从二次电子发射的机理以及影响二次电子发射系数的因素等方面,对如何利用MPCVD法制备出高二次电子发射系数的掺硼金刚石薄膜进行了综述。论述表明通过合适的工艺条件,对薄膜表面进行适当的处理,是可以制备出高二次电子发射系数的阴极用金刚石薄膜的。

掺硼金刚石薄膜电极处理苯酚废水试验研究

采用循环伏安法研究了苯酚在掺硼金刚石膜电极上的氧化降解行为,将BDD电极作为阳极,不锈钢板作为阴极,考察了苯酚初始浓度、电解流密度、电解质浓度、电解时间等因素对电化学降解的效果,从而确定了最佳工况。

掺硼金刚石薄膜电极电化学氧化对铜绿微囊藻的生长抑制

阳极材料采用掺硼金刚石薄膜板状电极,研究了电化学氧化中电流密度、电解时间、pH、氯离子浓度、硫酸根离子浓度对铜绿微囊藻生长抑制的影响,以及电解前后藻细胞形态的变化。结果表明,4个影响因素对铜绿微囊藻生长抑制效果显著。抑藻效果随电流密度、电解时间的增加而增加,电流密度为17mA/cm2时藻细胞出现破裂、细胞内物质流出的现象,抑藻效果较好;当电解时间为20min时,可完全抑制藻细胞生长;再增大电解时间,对抑藻效果无明显促进作用,初始pH在中性及酸性条件下可完全抑制藻细胞生长。抑藻效果与溶液中氯离子、硫酸根离子浓度成正相关,当溶液中氯离子浓度为6mg/L时,可完全抑制藻细胞生长;无氯离子时,藻细胞在4d后出现继续增长现象。

硼源浓度对钛基掺硼金刚石薄膜生长的影响

利用微波等离子体化学气相沉积法(MPCVD)在钛基底上制备了掺硼金刚石(BDD)薄膜。研究了硼源浓度对BDD薄膜生长的影响。分别采用扫描电子显微镜,拉曼光谱,X射线衍射技术对薄膜的表面形貌、残余应力、择优取向及TiC含量进行了分析。结果表明,硼源浓度升高对金刚石薄膜(111)织构生长有促进作用;随着掺硼浓度的增加,TiC含量和晶粒尺寸皆减小,同时薄膜的张应力增大,缓解薄膜自身在制备过程中形成的压应力,从而更大程度上提高薄膜附着力。

邻苯二甲酸二甲酯在三维多孔钛基掺硼金刚石薄膜电极上的电催化氧化行为

以邻苯二甲酸二甲酯(DMP)作为模型污染物,研究了不同结构的钛基体对掺硼金刚石薄膜(Ti/BDD)电极电催化性能的影响.结果表明,三维多孔电极为氧化还原反应提供了更多的反应活性位点,表现出更快的电子传递速率.通过循环伏安法和线性扫描法验证了DMP在BDD电极上的电催化氧化行为属于直接电氧化过程,且在低浓度下近似为一级反应,DMP浓度较高时会在BDD电极表面发生成膜现象.在不同浓度的DMP溶液中使用平板Ti/BDD电极及多孔Ti/BDD电极进行直接电催化氧化时,DMP的电催化氧化过程与理论推断一致;多孔电极由于其电活性面积的优势在COD和DMP的去除方面均优于平板电极.

维生素B_6在修饰掺硼金刚石薄膜电极上的测定

用直流等离子体喷射化学气相沉积法制备掺硼金刚石（BDD）薄膜,通过扫描电子显微镜表征薄膜的表面形貌。对比维生素B12、氨基黑10B和亚甲基蓝三种物质修饰BDD电极,选择电催化氧化能力最强的氨基黑10B修饰的BDD电极作为检测电极,其氧化峰电流与维生素B6浓度的对数在1.0×10-10~1.0×10^-4mol/L范围内呈良好的线性关系,且检测限为1.0×10^-11mol/L。该修饰电极可用于片剂中维生素B6含量的检测。

掺硼金刚石薄膜电极的氨基化改性及电化学行为

采用重氮盐电化学还原的方法对掺硼金刚石薄膜电极进行氨基化改性,光电子能谱(XPS)证明表面N元素的存在,同时可以通过406 eV、400 eV峰强度的变化,证明硝基还原为氨基。以Fe(CN)6-3/-4氧化还原电对为探针,进一步证明了氨基层的存在。采用循环伏安法和差分脉冲伏安法研究了改性后电极的电化学行为。通过分别检测多巴胺和抗坏血酸以及它们的混合溶液,表明选用差分脉冲伏安法,氨基化改性掺硼金刚石薄膜电极能够有效分离检测两者的氧化峰,分离后两峰电势差约为0.3 V。电极表面吸附血浆蛋白后,阻碍了Fe(CN)6-3/-4氧化还原对的电子传递,但是并不妨碍多巴胺的检测。

壳聚糖修饰掺硼金刚石薄膜电极测定铜离子

通过热丝化学气相沉积(HFCVD)的方法,以钽(Ta)为衬底,三氧化二硼(Be2O3)为硼源,制备掺硼金刚石(BDD)薄膜。并采用共价键合法进一步制得壳聚糖修饰BDD薄膜电极。以此修饰电极为工作电极,在0.1mol/L,pH=4的磷酸氢二钠缓冲液中对Cu2+进行检测。实验表明,Cu2+在4.0×10-7～1.0×10-3 mol/L浓度范围内与峰电流成良好的线性关系,相关系数为0.9916,检测限达7.0×10-8 mol/L。比较了不同富集方式对Cu2+的检测效果,并分别用未经修饰的BDD电极和经壳聚糖修饰的BDD电极对相同浓度的Cu2+进行电化学检测,发现不仅还原峰电流明显增大而且还原峰电位也发生偏移,这表明经化学修饰的BDD电极能更加灵敏、准确地测定Cu2+,同时也佐证了壳聚糖成功修饰在BDD电极上。

掺硼金刚石薄膜的制备与研究

采用微波等离子体化学气相沉积技术在单晶硅、钛、钼、铌、钽基体上制备掺硼金刚石薄膜。分别采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、激光拉曼光谱仪、四探针电阻率测试仪研究其物相组成、表面形貌、晶体结晶性和电阻率。硼原子代替碳原子进入金刚石晶格中,产生更多的缺陷形核中心,导致掺硼金刚石薄膜的金刚石晶粒尺寸和电阻率随着掺硼浓度增加而减小。金刚石薄膜和基体间形成碳化物,金刚石在石墨层上形核生长。碳原子在不同基体中的扩散系数不同,导致硅基掺硼金刚石薄膜的晶粒尺寸更小且更加均匀,金属基体上的部分金刚石出现了异常长大的现象。采用该方法制备的掺硼金刚石薄膜的结晶性较好,由于基体热膨胀系数较金刚石大从而导致薄膜内部产生压应力,使得金刚石薄膜的D峰均向高波数偏移。

纳米金颗粒修饰的掺硼金刚石薄膜电极对三价砷离子的定量检测

采用静电力诱导自组装的方法将纳米金颗粒自组装到掺硼金刚石薄膜(BDD)电极表面,采用扫描电子显微镜和X射线光电能谱仪对其表面进行表征。对自组装在BDD电极表面的纳米金颗粒进行种子生长,并用于检测BDD电极之前无法检测的As^(3+)。采用溶出伏安法分别研究了富集时间、富集电位以及电解质溶液对As^(3+)检测的影响,选择出合适的检测参数完成对As^(3+)的定量检测。在盐酸为电解质的条件下,As^(3+)的浓度在小于3×10-6g/L时,As^(3+)的浓度与氧化峰电流表现出良好的线性关系,且最低检测限为0.3×10-6g/L。

L-丝氨酸修饰掺硼金刚石薄膜电极检测去甲肾上腺素

采用直流等离子体喷射化学气相沉积（CVD）法制备了掺硼金刚石（BDD）薄膜电极。提出了应用L-丝氨酸修饰掺硼金刚石薄膜电极检测去甲肾上腺素,提高了去甲肾上腺素（NE）含量检测的精度。在浓度为2.0×10^-4mol/L的去甲肾上腺素溶液中,通过对比BDD裸电极与L-丝氨酸修饰BDD电极得出：经L-丝氨酸修饰的BDD电极的电催化氧化能力明显增强;在浓度为1.0×10^-4～1.0×10^-8mol/L的范围内,浓度的对数与氧化峰电流基本呈线性关系,且检测限为1.0×10^-9mol/L。

掺硼金刚石薄膜的电化学性能

利用循环伏安法,通过对比掺硼金刚石薄膜电极和铂/金刚石电极分别作为工作电极时的循环伏安曲线,分析了两种电极表现出的电化学性能差别,并利用能级理论进行了机理探讨。结果表明掺硼金刚石薄膜电极具有宽的电化学窗口(宽度约为3V)、良好的化学稳定性和极低的背景电流(接近0),是一种较有潜力的电化学电极材料。