掠入射磁控溅射法制备CeO2纳米棒及其润湿性能研究

采用掠入射磁控溅射方法,在Si(100)衬底上,在不同沉积时间条件下制备了一系列CeO2薄膜。用扫描电子显微镜研究薄膜的表面及截面生长形态,用静态滴液法研究薄膜的润湿性能,用X射线光电子能谱研究薄膜表面的化学状态。结果显示,随着沉积时间的增加,CeO2逐渐生长成为纳米棒,纳米棒彼此独立,顶端呈三棱锥状.润湿性测试表明在空气气氛中放置240 h后薄膜呈现疏水性,且其接触角随薄膜粗糙度的增大而增大,最后达到最大值149.9°。而将新鲜的CeO2薄膜在空气气氛中放置24 h后,薄膜表现为本征的亲水特征。CeO2薄膜在空气气氛中随放置时间的增加由亲水性到疏水性的转变源于CeO2薄膜表面上依次发生了3个过程:(1) Ce的氢氧化物的形成;(2) Ce的碳酸盐的形成;(3)挥发性碳氢化合物在表面的吸附过程。

La_(2)CuO_(4)阴极薄膜的相转变及其对电化学性能的影响

通过调控薄膜的沉积条件,探索La_(2)CuO_(4)的晶体结构对电化学性质的影响。采用脉冲激光沉积设备在YSZ(100)单晶基底上沉积一系列La_(2)CuO_(4)薄膜,通过调节沉积时的氧压,制备了不同晶体结构的La_(2)CuO_(4)薄膜。研究表明,沉积氧压的变化使薄膜晶体结构发生相转变,从T′相→T*相→T相。T′相为沿着c轴择优生长的单晶四方相,且表现出较大的界面极化电阻,在850℃的Rp值为2.351Ω·cm^(2)。T*相为T′相和T相的混合相,在850℃的电阻值介于T′相和T相之间。T相为正交相,相对于其它相结构表现出较低的界面极化电阻,沉积氧压为26.60 Pa下制备的T相在850℃的电阻值为0.783Ω·cm^(2),比T′相的电阻值低近67%。并且,正交相表面有相对较高的氧空位浓度,有利于氧气的吸附和扩散,加速了阴极的氧还原反应。因此,具有正交对称性的La_(2)CuO_(4)的电化学性质优于其它对称性。这一结果也表明可以通过改变薄膜材料的晶体结构,降低界面极化电阻,提高阴极薄膜的电化学性能。

MOF衍生CoSe_(2)基电催化剂的制备及其电解水性能研究进展

氢能是未来替代化石能源的最理想新能源,电化学水分解是目前最有效的制氢方法。为实现电解水制氢和制氧的大规模推广和应用,首要任务是设计开发高效、稳定、低成本的电解水催化剂。过渡金属硫族化合物因其固有的电催化活性和丰富的化学相组成已成为理想的电解水催化剂,其中具有层状结构的CoSe_(2)是最具代表性的过渡金属硒化物。金属有机骨架(MOF)具有高度有序的多孔结构和较大的比表面积,采用MOF为前驱体制备得到的MOF衍生CoSe_(2)电催化剂可以继承其MOF前驱体的结构优势。这种MOF衍生制备方法是进一步提高CoSe_(2)电解水催化活性的有效手段。本文综述了国内外近年来MOF衍生CoSe_(2)基电催化剂电解水性能的重要研究进展,简要介绍了CoSe_(2)的晶体结构和相变调控,叙述了MOF衍生CoSe_(2)基电催化剂的制备方法,重点阐述了调控其电解水析氢和析氧催化性能的改性手段,并对未来MOF衍生CoSe_(2)基电催化材料在电解水领域的发展进行了展望。