以无水硝酸镧、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸(BMIMPF6)和助溶剂丙酮为电解液,在室温(298 K)下电沉积制得镧金属薄膜。电解液BMIMPF6的电化学窗口为-2.5~1.5 V vs. Pt,La^(3+)还原为La^(2+)发生于-1.7 V vs. Pt,La^(2+)还原为La0发生于-2.1...以无水硝酸镧、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸(BMIMPF6)和助溶剂丙酮为电解液,在室温(298 K)下电沉积制得镧金属薄膜。电解液BMIMPF6的电化学窗口为-2.5~1.5 V vs. Pt,La^(3+)还原为La^(2+)发生于-1.7 V vs. Pt,La^(2+)还原为La0发生于-2.1 V vs. Pt。BMIMPF6的低吸湿性有利于在空气气氛下电沉积镧。使用扫描电子显微镜和光学显微镜观察到所制备的薄膜织构致密,经能量色散谱和X射线光电子能谱对沉积薄膜进行了表征,确定了薄膜中含有大量镧元素。通过探究电压扫描速率和硝酸镧浓度对La^(3+)的电化学行为的影响,证明La^(3+)的还原反应是一个受物质扩散控制的不可逆过程,La^(3+)在BMIMPF6中的扩散系数为1.47×10^(-9) cm^(2)·s^(-1)。本研究为获得金属镧薄膜和镧氧化物薄膜提供了一种简便的方法,并且有望用于电沉积制备其它镧系元素薄膜。展开更多
基金National Key Research and Development Program (2017YFE0301506)National Natural Science Foundation of China (21573223)Foundation from Institute of Materials CAEP (TP01201603, TP03201703)。
文摘以无水硝酸镧、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸(BMIMPF6)和助溶剂丙酮为电解液,在室温(298 K)下电沉积制得镧金属薄膜。电解液BMIMPF6的电化学窗口为-2.5~1.5 V vs. Pt,La^(3+)还原为La^(2+)发生于-1.7 V vs. Pt,La^(2+)还原为La0发生于-2.1 V vs. Pt。BMIMPF6的低吸湿性有利于在空气气氛下电沉积镧。使用扫描电子显微镜和光学显微镜观察到所制备的薄膜织构致密,经能量色散谱和X射线光电子能谱对沉积薄膜进行了表征,确定了薄膜中含有大量镧元素。通过探究电压扫描速率和硝酸镧浓度对La^(3+)的电化学行为的影响,证明La^(3+)的还原反应是一个受物质扩散控制的不可逆过程,La^(3+)在BMIMPF6中的扩散系数为1.47×10^(-9) cm^(2)·s^(-1)。本研究为获得金属镧薄膜和镧氧化物薄膜提供了一种简便的方法,并且有望用于电沉积制备其它镧系元素薄膜。
基金supported by the National Natural Science Foundation of China(Nos.U1508201,U1710116)the Provincial Innovative Group for Processing&Clean Utilization of Coal Resource.
