碱水电解析氢NiMoP/Cu阴极材料的制备与性能研究

为研究高效经济的碱水电解析氢阴极材料,采用化学沉积､化学沉积后气相磷化和电化学沉积3种方式在紫铜片上制备不同的镍基三元非贵金属磷化物NiMoP,其中电沉积制得的NiMoP3/Cu电极性能最佳,在1 mol/L KOH溶液､10 mA/cm^(2)电流密度下,NiMoP3/Cu电极进行析氢反应(HER)的过电位仅为-114 mV;在10 mA/cm^(2)和100 mA/cm^(2)下测定400 h,HER的过电位无明显变化。结果表明,镀层中Mo质量分数的提高增大了电极材料的电化学表面积,降低了电化学反应阻抗,增强了其电化学性能。该高活性､高稳定性､低成本的NiMoP/Cu析氢电极材料在工业碱性水电解制氢中具有很大的应用潜力。

湿法刻蚀条件对TFT中Cu电极坡度角和均一性的影响及工艺参数优化

目的 在高世代薄膜晶体管(Thin Film Transistor,TFT)产线的栅极刻蚀制程,明确大气压等离子体(Atmosphere Pressure Plasma,APP)清洗功率、清洗时间及刻蚀时间对刻蚀性能(关键尺寸偏差、均一性、坡度角)的影响规律,并获得最佳工艺条件,进而提升良率。方法 以APP清洗功率、清洗时间和刻蚀时间为影响因素,以关键尺寸偏差(CD Bias)、均一性、坡度角作为因变量,开展正交试验,明确因素影响重要性顺序;然后,对Cu电极坡度角的形成和刻蚀均一性变化进行分析;最后,采用回归分析获得刻蚀性能与刻蚀时间的函数关系式。结果 结果表明:刻蚀时间对刻蚀性能的影响最大,对APP清洁时间和功率的影响较小。刻蚀时间延长,关键尺寸偏差(CD Bias)增加、均一性变差、坡度角变大。为改善均一性和平缓坡度角,应缩短刻蚀时间。最佳工艺组合为:刻蚀时间85 s,APP电压9 kV,APP传输速度5 400 r/min。结论 刻蚀时间延长,未被光刻胶覆盖的Cu膜层被完全刻蚀,形成台阶,该台阶使刻蚀液形成回流路径。沿着回流路径,刻蚀液浓度、温度逐渐下降,刻蚀均一性由此恶化,坡度角因此增加。采用回归分析得到的刻蚀性能与刻蚀时间的函数关系式,为预测刻蚀效果和优选刻蚀时间提供了依据。

电沉积法制备Cu(OH)_(2)/Ni-Co-S复合电极及储能特性研究

本文采用两步电沉积技术,以泡沫铜为基底,原位制备了Cu(OH)_(2)/镍钴双金属硫化物(Ni-Co-S)复合电极材料。先采用恒电流沉积技术将泡沫铜表面氧化,得到Cu(OH)_(2),泡沫铜同时作为电极基底和铜的唯一来源,再通过恒电位沉积,将Ni-Co-S均匀覆盖在Cu(OH)_(2)表面。Cu(OH)_(2)一方面作为活性电极组分参与氧化还原反应,同时作为底层材料,为顶层Ni-Co-S的沉积提供较大的沉积空间,进而形成了更丰富的电化学活性位。基于这种原位电沉积技术以及Cu(OH)_(2)与Ni-Co-S组分的协同作用,Cu(OH)_(2)/Ni-Co-S复合电极表现出增强的赝电容特性,在2mA·cm^(-2)的放电电流密度下,比容量为4.88 F·cm^(-2),库伦效率为88.12%,5000次充放电循环后,比容量保持在初始值的86.38%。

Cu箔集流体飞秒激光深刻蚀织构化及其对锂离子电池性能的影响

目的 使用飞秒激光在Cu箔表面深刻蚀织构化,制备微纳沟槽结构,提高锂离子电池Si电极循环稳定性。方法 系统研究激光能量密度、单位点有效脉冲数对厚度为9μm的Cu箔的表面形貌和微纳结构的影响规律,根据结果设计不同沟槽密度和沟槽深度的Cu箔,并组装成Si电极锂离子半电池,通过循环测试及循环后电极形貌揭示其稳定性提升的内在机理。结果 最佳的激光能量密度为3.18 J/cm^(2),此时改变单位点有效脉冲数和扫描间距可有效控制刻蚀沟槽的密度和深度。Si电极的循环稳定性随着Cu箔表面沟槽密度和沟槽深度的增加而逐渐提升,当沟槽密度为75%、沟槽深度为6μm时,循环300圈后剩余的容量高达911 mA·h/g,保持率为89%,电极形貌相对最完整、稳定。结论 刻蚀表面纳米结构增加了电极层与集流体之间的黏结强度;微米沟槽结构进一步保护了电极层,缓解了体积膨胀效应。采用Cu箔集流体深刻蚀显著改善了Si电极的剥离和开裂现象,实现了其电化学性能的提升。

CNT/PANI电极吸附去除水中Cu^(2+)的研究

通过原位化学聚合法制备CNT/PANI复合材料,采用电镜扫描(SEM)、傅里叶红外光谱技术(FTIR)、X射线光电子能谱技术(XPS)和循环伏安法(CV)对复合材料的物理化学特性进行表征和测试.结果表明,复合材料比表面积和孔隙率减少,但比电容增加.CNT/PANI复合材料电极对铜离子的去除效果是CNT电极的4.24倍,吸附量随着电压、铜离子初始浓度和p H的增加而增加,电吸附过程符合准一级动力学.

内氧化法制备Al_2O_3/Cu点焊电极的装机试验

采用内氧化法制备了0.6Al2O3/Cu复合材料,以该复合材料棒材为原料制备了点焊电极,并进行了装机试验和微观组织结构分析。研究结果表明:采用内氧化法制备的0.6Al2O3/Cu复合材料在铜基体中弥散分布着纳米级细小Al2O3颗粒。由于Al2O3颗粒硬度高,热稳定性和化学稳定性好,使该复合材料制备的点焊电极抗塑性变形能力强、抗坑蚀能力优良、再结晶温度高,并具有优越的抗粘接能力,使用寿命是铬锆铜电极的3倍多。

Cu-SiC复合电极电火花加工烧结NdFeB永磁体的研究

将超声波和复合电沉积技术相结合制备了Cu-SiC复合电极材料,利用SiC颗粒高熔点、高导电性的特点探索对烧结NdFeB永磁体电火花的可加工性。研究了Cu-SiC电极对NdFeB永磁体加工效率、加工效果的影响规律。结果表明SiC颗粒在火花放电中使电场产生畸变,降低了击穿电压,火花痕迹大而浅,表面粗糙度降低;同时提高了加工效率,降低了电极损耗。

Cr/Cu/Ag/Cu/Cr新型银基复合薄膜电极的防氧化性能研究

采用直流磁控溅射技术和光刻工艺制备了Cr/Cu/Ag/Cu/Cr复合薄膜及其电极,研究不同温度热处理对复合薄膜和电极结构、表面形貌和电性能的影响。Ag层与最外层的Cr层之间的Cu层不仅增强了Cr和Ag之间的粘附力,而且起到了牺牲层和氧气阻挡层的作用;Cr和Cu对Ag的双重保护使得薄膜电极在温度小于500℃时电阻率保持较为稳定,约为3.0×10-84.2×10-8Ω·m之间。然而由于电极表面氧化和边沿氧化的共同作用,薄膜电极的电阻率在热处理温度超过575℃出现了显著的上升。尽管如此,Cr/Cu/Ag/Cu/Cr薄膜电极仍然是一种能够承受高温热处理并且保持较低电阻率的新型电极,满足场发射平板显示器封接过程中的热处理要求。

Sn/Cu电极电化学还原CO_2的研究

采用电沉积法制备Sn/Cu电极,由SEM观察并研究了电沉积电流密度对电极形貌的影响.在碱性三电极体系中考察了Sn/Cu电极对析氢、CO2还原的影响.发现10 mA.cm-2和15 mA.cm-2电沉积电流密度下制得的电极活性较高,尤以15 mA.cm-2时电极性能更佳,并指出了电还原CO2关键材料的结构特性.

电化学阻抗谱法研究温度对三维多孔Cu6Sn5合金电极嵌锂过程的影响

采用氢气泡为动力学模板电沉积获得多孔铜,通过热处理增强其结构稳定性,并以该多孔铜为基底电沉积获得三维多孔Cu6Sn5合金电极.采用循环伏安法研究了三维多孔Cu6Sn5合金电极的嵌/脱锂电位.采用电化学阻抗谱研究了三维多孔Cu6Sn5合金电极在不同温度下的首次嵌锂过程.结果显示,在主要的嵌锂区间内,三维多孔Cu6Sn5合金电极的Nyquist图由锂离子穿过电极表面SEI膜阻抗的高频圆弧、电荷传递阻抗的中频圆弧和相变阻抗的低频圆弧3部分组成.因此,选择合适的等效电路对阻抗谱进行了模拟,并分析了其随温度的变化规律.

TiB_2/Cu复合材料作电极点焊镀锌钢板的失效分析

研究了含 Ti B2 为 1.5 %的铜基复合材料 (Ti B2 /Cu)作电极在点焊镀锌钢板时的失效形式 ,结果表明 :Ti B2 /Cu电极在点焊镀锌钢板时的平均使用寿命是 Cu Cr Zr合金电极的 4倍 ,Ti B2 /Cu电极的失效形式主要是表面的合金化 ,少量的细碎翻边、粘附和坑蚀 ,不出现蘑菇状 。

铜锌超氧化物歧化酶(Cu_2Zn_2SOD)在汞电极上的吸附研究

Adsorption behaviors of Cu2Zn2SOD on mercury electrodes were studied by the electrostatic capillary curve and the relationship between polarographic ultimate current and height of mercury column in the absence of the mediators. The effects of impure and denatured SOD on cyclic voltammogram were investigated, confirming that no denaturation was caused during adsorption on mercury electrodes. Double potential step chronocoulometry has confirmed that SOD adsorption on mercury electrode to be the absorption of monomolecular layer.

CuO-CeO_2/γ-Al_2O_3负载型三维粒子电极降解水中活性艳橙X-GN的研究

采用浸渍法研制了Cu O-Ce O2/γ-Al2O3负载型粒子电极,通过扫描电镜(SEM)对粒子电极微观机构、形貌进行表征,将Cu O-Ce O2/γ-Al2O3负载型粒子电极与活性炭填充于电解槽中,考察催化剂强化电化学降解活性艳橙X-GN染料的效果,通过实验确定适宜反应条件。结果表明,Cu O-Ce O2/γ-Al2O3表面晶型明显且结构牢固,具有较大的比表面积和粗糙度;槽电压15 V,初始p H为3.83,支持电解质Na2SO4的质量浓度为16 g/L,曝气体积流量为40 L/h,在此条件下,脱色率可达99.0%以上。采用紫外-可见光谱对反应中间产物进行定性分析显示,以Cu O-Ce O2/γ-Al2O3负载型三维粒子电极降解水中活性艳橙X-GN具有很好的脱色效果。

维生素B_6在石墨烯/纳米Cu_2O复合修饰电极上的电化学氧化

本文采用HNO3＋H2SO4混酸氧化石墨烯之后,掺杂自制的粒径均一的纳米Cu2O,构建了石墨烯/纳米Cu2O复合修饰电极,并研究了维生素B6在该修饰电极上的电化学行为。结果表明,与裸玻碳电极以及单一材料修饰的电极相比,由于复合修饰电极充分发挥了石墨烯和纳米Cu2O的协同作用,从而对维生素B6的电化学氧化有显著的电催化作用。在优化实验条件下,该方法测定维生素B6的线性检测范围为5.0×10^-8-1.5×10^-4 mol/L,检出限为2.1×10^-8 mol/L。该方法可快速、高灵敏测定药物中维生素B6。

Cu/Fe双电极原电池对环境敏感性的研究

基于大气腐蚀监测仪(ACM)仍是研究金属大气腐蚀的主要电化学手段之一,讨论了ACM所用传感系统(即Cu/Fe双电极原电池)的绝缘膜厚度对试验可靠性的影响,并着重研究了Cu/Fe原电池对温度、湿度、盐类沉降以及实际户外暴露大气环境的敏感性,为采用ACM进行大气腐蚀研究提供参考信息。

Cr/Cu/Al/Cr薄膜电极的防氧化性能

采用Al作为Cu导电层的主要防氧化保护层,在普通浮法玻璃上利用磁控溅射和湿法刻蚀技术制备Cr/Cu/Al/Cr复合薄膜及其电极,研究不同的热处理温度对复合薄膜及其电极的结构、表面形貌和导电性能的影响。由于有Al层作为保护层,在热处理过程中,Al先与穿过Cr保护层的氧进行反应,从而可以更有效地保护Cu膜层在较高的温度下不被氧化,所制备的薄膜在经过600℃的热处理之后仍然具有较好的导电性能。而对于Cr/Cu/Al/Cr电极,侧面裸露的金属层在热处理过程中的氧化是其导电性能逐渐下降的主要原因,退火温度超过500℃之后,电极侧面裸露部分的氧化范围不断往电极的中间扩散,导致了薄膜电极导电性能显著恶化。虽然如此,Cr/Cu/Al/Cr薄膜电极在430℃附近仍然具有较好的导电性能,电阻率为7.3×10-8Ω.m,符合FED薄膜电极的要求。以此薄膜电极构建FED显示屏,通过发光亮度均匀性的测试验证了Cr/Cu/Al/Cr电极的抗氧化性。

内氧化法制备点焊电极用ZrO_2/Cu复合材料的组织与性能

采用改进的内氧化法制备了点焊电极用ZrO2/Cu复合材料,并对其进行了塑性变形及热处理,研究了不同工艺条件下复合材料的显微组织、硬度和导电性。结果表明:ZrO2/Cu复合材料组织均匀细小,ZrO2颗粒弥散分布于铜基体中;随着冷拉拔变形量增大,复合材料的硬度增大,导电率降低,其较佳的冷拉拔变形量为60%,此时复合材料的硬度可达100 HV,导电率为86%IACS;随着加热温度的提高和保温时间的延长,复合材料仍具有较高的导电率,且硬度变化较小,其耐高温性优于铜铬锆合金的,适合作为点焊电极材料。

Sb在Cu单晶电极上欠电位沉积的电化学和现场STM研究

应用循环伏安法和现场扫描隧道显微镜研究了在HClO4和H2SO4两种溶液中Sb于Cu(111)和Cu(100)电极上的欠电位沉积.结果表明,不同的表面原子排列和强吸附阴离子的存在将明显影响Sb的欠电位沉积行为.在结构较为开放的Cu(100)表面,Sb形成的欠电位沉积层结构也较为开放,并且伴随着表面合金的形成;而在密堆积的Cu(111)表面上,Sb形成了致密的单层结构.又当Cu(111)表面存在强吸附的SO42-时,Sb原子首先在SO42-吸附层与Cu表面交接的新台阶处成核,随后通过取代SO42-向上一层晶面发展,表现出独特的成核—生长行为;而在弱吸附的HClO4溶液中,Sb的欠电位沉积系以在晶面上随机形成一些单原子层高度的Sb岛为特征.在Cu(100)表面,通过SO42-的诱导共吸附,欠电位沉积的Sb原子形成了开放性更大的(4×4)结构,不同于在HClO4溶液中所形成的(22×22)R45°结构.

离子选择电极法研究Cu(Ⅱ)与某些α-氨基酸在溶液中的配合平衡

本文用离子选择电极在金属缓冲溶液中同时测量pM值与pH值,应用文献[1]方法测量了Cu(Ⅱ)与几种α-氨基酸在溶液中的配合平衡常数以及Cu(Ⅱ)-天门冬酰胺体系的热力学参数。 (一)仪器与试剂 pHS-2型酸度计,PXD-2型通用离子计,GSF-76-01型pCu电极,501超级恒温槽。所用试剂均为分析纯或层析纯。

半胱氨酸在Ag_2S/Cu_2S纳米晶修饰玻碳电极上的电化学行为

制备了Ag2S/Cu2S纳米混晶修饰玻碳电极,研究了半胱氨酸在Ag2S/Cu2S纳米混晶修饰电极上的电化学行为。结果表明:Ag2S/Cu2S混晶修饰电极对半胱氨酸的电化学氧化过程具有非常明显的电催化作用,其氧化电位减小为0.23V,氧化峰电流为25.98μA,与空白电极相比增加了8倍。在1.0×10-5～1.0×10-3 mol/L浓度范围内,稳态电流信号与半胱氨酸浓度呈现良好的线性变化关系。该修饰电极具有良好的稳定性和重现性。