沉积电位

科技工作者之家 2020-11-17

沉积电位是指在平衡电位以上发生电沉积现象时的电位,其中最常见的是金属离子沉积为金属。目前认为,电势沉积是发生沉积的金属与电极表面的底物之间强相互作用的结果。达到沉积电位的前提是金属底物之间的作用力比起纯金属的晶体中的作用力更强。1实验观察到的欠电势沉积主要是单层的,这为上面的机理提供了支持。沉积电位在单晶表面比在多晶表面要显著得多。

电化学实验中沉积电位的确定在电化学测试中,循环伏安上的峰通常都是扩散控制引起的,在这个电位附近进行沉积时其电位并非沉积电位,而是要通过数学方法找到最佳沉积电位。一般是做极化曲线,在斜率迅速增大的那段直线上选个合适的电位进行恒电势沉积,或者是这个电位对应的电流密度下进行,这些电位一般都是沉积电位。对于恒电流沉积,比较好用的是电化学工作站,在工作站中选择liner sweet scan,也就是线性扫描E-i曲线,从开路电位向更负的方向扫描,扫描速度要尽可能地慢,这样才能保证是稳态过程(区别于循环伏安快速扫描的暂态过程),一般1mV/s,或0.5mV/s,只要能把实际电沉积时的电流密度的那个位置体现出来,这样也可以确定实验中所需的沉积电位。2

应用举例沉积电位对银纳米晶体生长形态的影响纳米晶体的形貌生长控制研究是有重大意义的,因为纳米材料的本征物理和化学性质在很大程度上取决其纳米粒子的晶体形貌( 表面原子确定的外晶面) 和晶体尺寸。采用电化学方法,通过调节沉积电位,可以制备出一系列形貌较好、尺寸可控的银纳米晶体,本方法具有材料利用率高、操作简便,又可精确控制颗粒形貌和尺寸等特点。

采用电沉积法制备了银纳米晶体,并对样品的微结构及其光学性质进行了表征。结果表明: 改变沉积电位,样品表面的最终形貌会发生很大的差异,沉积电位过负( - 0. 8 V) ,银纳米粒子基本上以多面体结构存在; 当沉积电位 E = - 0. 2 V,其表面形貌呈现树枝晶;3 E = 0 V 时,纳米银为羽毛状; 沉积电位为正时( 0. 2 V,0. 3 V) ,最终形成了分散的银纳米粒子。不同沉积电位下制备出样品的 UV - Vis 光谱表明,在沉积电位 E = - 0. 2 V 时,呈现树枝晶的纳米银在 350 nm 处有一个明显的吸收峰,其它沉积电位下制备的纳米银也分别在 360 ~ 380 nm 之间具有吸收峰,但是没有在 E = - 0. 2 V 时的吸收峰显著。

本词条内容贡献者为:

张静 - 副教授 - 西南大学

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