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電沉積過程中的電腐蝕

2018-11-23 12:00:24 作者：本網整理來源：材料人分享至：

【引言】

微納米結構的可控合成在材料、化學、工程等領域具有極其重要的意義。濕化學合成已經發展為一種高效的液相中單分散的微納米結構的可控合成方法。然而，在某些應用領域需要在襯底上可控合成微納米結構。

電沉積已經有兩百多年的歷史，因為其簡單的操作流程和不需要昂貴儀器，已被工業上廣泛應用于在導電襯底上制備各種材料涂層。然而，電沉積很難因此也極少應用于可控制備微納米顆粒。

電腐蝕也具有悠久的研究歷史，其中一個在微納米材料領域中的代表應用是多孔氧化鋁模板的制備。電沉積和電腐蝕可分別歸類為一種 “增材”和“剪材”制造方法，然而迄今尚未見報道刻意的將電沉積和電腐蝕結合起來制備復雜微納結構的研究。

【成果簡介】

最近，浙江大學楊士寬研究員課題組及其合作者將“增材”制造的電沉積和“剪材”制造的電腐蝕結合起來，在導電襯底上實現了一系列微納復雜結構的可控構筑。實驗和理論模擬結果表明，電沉積過程中的電腐蝕來源于電極表面附近區域pH值的顯著變化。

通過改變電化學參數可以實現對電沉積生長速度和電腐蝕程度的有效控制，從而獲得一些有趣的、未見報道的微納米結構。這個研究大大增強了電化學在可控合成微納米結構中的能力，使其能夠與成熟的濕化學合成相媲美，甚至在某些情況下優于傳統的濕化學合成方法，譬如制備與襯底有牢固結合力的微納米結構。

以電化學生長銀氧籠狀體（Ag7O8NO3）為例，展示了金字塔、凹面金字塔等結構的可控合成。這些結構本身以及衍生結構在表面增強拉曼散射檢測等領域具有應用前景。該成果以題為Electrocarving during Electrodeposition Growth發表在Advanced Materials上。論文第一作者為浙江大學材料學院碩士研究生王艷玲和博士研究生趙麗研同學。

【圖文導讀】

圖1：鍍金硅襯底上銀氧籠狀體（Ag7O8NO3）八面體結構的合成及表征