碳源浓度对掺硼金刚石/多孔钛复合材料制备的影响

利用热丝化学气相沉积技术,在多孔钛膜上生长重掺硼金刚石薄膜,研究了碳源浓度对复合膜表面形貌及薄膜质量的影响.结果表明钛膜表面沉积的掺硼金刚石薄膜因碳源浓度的不同而不同,掺硼金刚石薄膜的质量随碳源浓度的减小而提高.金刚石/钛复合膜因碳源浓度的不同会产生复杂的变化,在重掺杂高碳源浓度下金刚石生长抑制碳化钛的形成.     

硼掺杂对金刚石薄膜载流子浓度的影响

采用固体三氧化二硼,在硅衬底上用HFCVD 法生长金刚石薄膜.对CVD 金刚石薄膜的进行了表面形貌和结构进行了研究,并测试了不同硼掺杂浓度的金刚石膜载流子浓度及其电阻率.结果表明:金刚石膜结构致密,硼掺杂有利于改善膜质量,膜中载流子浓度随着掺杂浓度的提高不断提高.     

掺硼浓度对间歇法生长硼掺杂纳米金刚石膜的影响

采用直流热阴极等离子体化学气相沉积(直流热阴极PCVD)法,以硼酸三甲酯为硼源,通过金刚石膜的间歇式生长过程,制备硼掺杂纳米金刚石膜,研究不同的硼源流量对硼掺杂纳米金刚石膜的影响,并用扫描电子显微镜、拉曼光谱仪、X射线衍射仪对样品进行了表征.     

碳基片上沉积的金刚石涂层多孔电极的特性

采用化学气相沉积法（CVD）在多孔活性碳基体上制备掺硼金刚石涂层多孔电极。用扫描电子显微镜（SEM）法表征了金刚石膜的表面微观结构，采用循环伏安法和交流阻抗法研究了电极的电化学性质。结果表明，金刚石表面形态为球形，金刚石膜电极具有很宽的电势窗口，在酸性、中性和碱性3种介质中分别为4．4V、4．0V和3．0V。在铁氰化钾电解液中，金刚石膜电极表面在反应过程中始终保持良好的活性，在表面进行的电化学反应具有良好的准可逆性。     

金刚石膜微结构分析

对在Si(100)基底上利用化学汽相沉积(CVD)法制备的金刚石膜，采用X—射线衍射(XRD)技术和正电子湮没谱学(PAS)原理进行了有关物相成分和微结构的测量分析．研究发现，在金刚石膜中微观缺陷的产生取决于薄膜生长过程的控制和基底表面局域生长环境的条件差异．结果表明，金刚石膜体和表面的结晶、微晶和非晶结构与正电子谱分析的3种正电子态相符合．     

直流电弧等离体喷射CVD金刚石生长面的浸润性研究

为了开展CVD金刚石生长面的浸润性研究,采用直流电弧等离体喷射技术,制备了纳米金刚石自支撑膜、微米金刚石自支撑膜以及毫米单晶金刚石.结果发现：对于相同的金刚石生长表面,接触角按甘油、饱和葡萄糖水溶液、饱和NaCl水溶液和蒸馏水的顺序逐渐增大,表明所制备金刚石的表面对各液体的浸润性逐渐变差;而对于同种滴液,接触角在不同的金刚石表面表现出不同的大小,说明不同的CVD金刚石对于同种液体具有不同的浸润性.而表面能的计算结果表明纳米金刚石自支撑膜生长面的表面能最高,其次是微米自支撑金刚石膜,而单晶金刚石的表面能最小.     

掺硼金刚石膜电极电化学特性的研究

采用直流热阴极CVD法制备掺硼金刚石膜.利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对样品进行了表征,利用电化学循环伏安法测试了掺硼金刚石膜电极的电化学特性.结果表明,该方法制备的掺硼金刚石膜电极有宽的电势窗口、很高的析氧电位和良好的稳定性.     

掺硼金刚石薄膜涂层刀具的制备及试验研究

采用偏压增强热丝化学气相沉积法,以硼酸三甲酯为掺杂源,以WC-Co硬质合金刀具为衬底,制备了不同掺硼浓度的金刚石薄膜涂层刀具.通过采用扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱及压痕测试对涂层刀具的表面形貌、薄膜质量和膜-基附着力进行了研究,分析了硼元素对薄膜质量和刀具性能的影响.研究结果表明:硼掺杂可以有效抑制刀具表层钴的扩散,改变金刚石薄膜的成分;掺硼金刚石薄膜的晶粒取向主要是{111},随着掺硼浓度的增加,金刚石薄膜的晶粒变小,平均晶粒尺寸从10 μm下降到2 μm;金刚石薄膜的拉曼光谱中心声子线随着掺硼浓度的增加向低频方向漂移,强度降低,且出现多晶石墨峰;涂层的膜-基附着力在硼碳摩尔比B/C=3×10-3时最佳.通过对碳化硅颗粒增强铝基复合材料的切削加工试验表明,在适当的掺硼浓度下金刚石薄膜涂层刀具的切削性能得到了显著改善.     

铕掺杂ZnO纳米棒的生长及其光电性能的研究

利用水热法在硼掺杂金刚石膜上生长铕(Eu)掺杂Zn O纳米棒(Zn O:Eu),其形貌与Eu的掺杂量密切相关。掺杂0.01 mol/L Eu时对Zn O纳米棒生长影响较小,随着掺杂浓度的增加,Zn O纳米棒顶部出现"尖端聚集现象",这种聚集现象是和纳米棒制备过程中电荷积累相关的,稀土元素能提供更多的电荷,使Zn O纳米棒顶端产生强的局部电场,相近纳米棒尖端会聚集一起。制作了以p型金刚石为衬底生长的Zn O:Eu异质结,并对其电学性能深入研究,实验结果表明该异质结对整流特性有良好反应。     

利用金刚石纳米粉引晶方法制备高硼掺杂金刚石薄膜

利用金刚石纳米粉引晶方法在SiO2衬底上合成了高硼掺杂金刚石薄膜,并利用范德堡法、扫描电镜、激光拉曼方法对不同掺杂量下生长的样品进行了表征.SEM和拉曼谱分析表明,少量掺杂时有利于提高金刚石薄膜的质量,但是随着掺杂量的增加,金刚石薄膜质量开始明显下降;并且拉曼谱峰在500 cm-1和1200 cm-1开始加强,呈现重掺杂金刚石薄膜的典型特征.其电导率随着温度升高而升高,表明导电性质为半导体导电.     

Effects of the surface-adsorption of boron-doped diamond electrode on its electrochemical behavior

As a kind of new functional material, diamond has unique physical and chemical properties[1 - 3]. Its chemical stability is perfect because it hardly reacts with acids and alkalis. Researchers tried to apply dia- mond as electrochemical electrode to waste…     

渗硼金刚石薄膜电极用于有机废水降解的实验

为了研究渗硼金刚石薄膜电极电化学性能以及用于含有机污染物的废水处理的可行性,采用循环电解的方法,对含苯酚的废水进行了电化学氧化实验,同时与活性涂层钛阳极进行了对比实验研究,考察了阴极的可替代性,最后用两种电极对含苯胺的工业废水进行了对比实验。实验结果表明,金刚石电极不仅具有优越的电化学性能和优异的电化学指标,而且可以用于电化学废水处理;同时,用钛电极代替金刚石作阴极经济可行。     

Ag修饰的多孔Co(OH)2纳米阵列薄膜的制备及其性能

采用水热沉积法和化学还原法制备银修饰的多孔氢氧化钴纳米阵列薄膜,使用X光衍射仪和扫描电镜对样品进行表征.性能测试结果表明,Co(OH)_2/Ag复合材料具有优异的循环稳定性,1 200次循环后其比电容仍然保持869.2F·g~(-1),比氢氧化钴纳米阵列薄膜高出155F·g~(-1).     

退火温度对Ag-MgF2 颗粒膜结构和内应力的影响

报道用电子薄膜应力分布测试仪测量退火温度对Ag-MgF2复合颗粒薄膜内应力的影响,结果表明,退火温度在400℃,薄膜平均应力最小,应力分布比较均匀.XRD分析表明,Ag-MgF2复合颗粒薄膜的内应力主要来自Ag晶粒的生长过程,当Ag的晶格常数接近块体时(400℃温度退火60分钟),Ag-MgF2薄膜内应力最小.     

Comparative study of oxidation ability between boron-doped diamond (BDD) and lead oxide (PbO<Subscript>2</Subscript>) electrodes

The electrochemical oxidation capabilities of two high-performance electrodes, the boron-doped diamond film on Ti (Ti/BDD) and the lead oxide film on Ti (Ti/PbO₂), were discussed. Hydroxyl radicals (·HO) generated on the electrode surface were detected by using p-nitrosodimethylaniline (RNO) as the trapping reagent. Electrochemical oxidation measurements, including the chemical oxygen demand (COD) removal and the current efficiency (CE), were carried out via the degradation of p-nitrophenol (PNP) under the galvanostatic condition. The results indicate that an indirect reaction, which is attributed to free hydroxyl radicals with high activation, conducts on the Ti/BDD electrode, while the absorbed hydroxyl radicals generated at the Ti/PbO₂ surface results in low degradation efficiency. Due to quick mineralization which combusts PNP to CO₂ and H₂O absolutely by the active hydroxyl radical directly, the CE obtained on the Ti/BDD electrode is much higher than that on the Ti/PbO₂ electrode, notwithstanding the number of hydroxyl radicals produced on PbO₂ is higher than that on the BDD surface.     

金刚石薄膜电极处理含氯酚废水的实验研究

以硼掺杂金刚石薄膜(BDD)为电极,采用电化学氧化的方法对含氯酚废水进行实验研究。采用循环流动的方式,结果表明:在给定不同恒电位的情况下,电流随时间变化的规律也不同;在高电位时电流密度比较大,使间接氧化增强,导致COD去除率和瞬时电流效率(ICE)增大;由于支持电解质N aC l在电解过程中产生的次氯酸盐氧化性强,因此N aC l比H2SO4对COD去除率和ICE增大更有利。采用钛基活性涂层(ACT)电极与金刚石电极的对比实验发现:由于BDD电极的弱吸附性,其处理效果明显优于ACT。     

磁控溅射制备Ag/TiO2复合薄膜的光催化降解性能

为了提高TiO2薄膜的光催化效率,利用中频交流磁控溅射技术,采用Ti和Ag金属靶制备了Ag/TiO2复合薄膜.利用X射线光电子能谱、 X射线衍射和扫描电子显微镜分析了复合薄膜的成分、结构和表面形貌,并研究了其光催化降解性能.结果发现: Ag在厚度较薄时以聚集颗粒形式存在; 在Ag膜厚度为15 nm时, Ag/TiO2复合薄膜与TiO2薄膜相比其光催化效率可提高2倍; Ag/TiO2复合薄膜对亚甲基蓝的光催化降解效率与复合薄膜的透射率均随Ag膜厚度增加逐渐下降,其原因是Ag膜厚度不断增加,最终完全覆盖TiO2薄膜表面,阻挡了TiO2薄膜与污染物的有效接触, Ag作为光生电子捕获剂的有利影响消失.     

金刚石膜电极电化学氧化石油污水的研究

用BDD(掺硼金刚石)作电极,采用循环电解法处理石油污水,研究了电解时间、槽电压及电极间距对有COD(化学需氧量)降解率的影响,实验发现在槽电压8 V、电极间距2 mm,经过5h电解废水的COD降解率达到了93.9%,并且做了阴极替换实验,最后对COD的降解机理做了分析.     

Ag雕塑薄膜生长的阴影效应研究

通过引入阴影效应、层内扩散和层间扩散势能,建立了倾斜沉积条件下金属雕塑薄膜生长的三维动力学蒙特卡罗模型。利用该模型模拟了Ag在倾斜沉积实验条件下的生长过程。模拟结果表明,由于阴影效应的加强,薄膜表面随着沉积角的增加明显变得粗糙并长成纳米柱结构。通过改变不同的沉积角,研究了薄膜表面形貌的变化,并统计分析了表明粗糙度随薄膜高度的变化关系,论证了雕塑薄膜生长过程中阴影效应与扩散效应的影响机制。     

金刚石膜电极电化学氧化工业含磷废水的研究

用掺硼金刚石(BDD)作电极,采用循环电解法处理含磷工业废水,研究了电解时间、槽电压及电极间距对有化学需氧量(COD)降解率的影响.实验发现在槽电压8V、电极间距2 mm,经过5h电解废水的COD降解率达到了93.9%,并且做了阴极替换实验,最后对COD的降解机理做了分析.