《電沉積超薄錳層的原位橢圓偏振光譜法研究》是依託重慶大學，由李文坡擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：電沉積超薄錳層的原位橢圓偏振光譜法研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：李文坡
- 依託單位：重慶大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
超薄錳層有特殊的物理化學性質，有廣泛的套用前景。近年來，在異質金屬基體上沉積超薄錳層的實驗與理論研究已成為熱點。目前報導的製備超薄錳層的方法主要是物理氣相沉積法。本項目擬開展採用高效、廉價和簡單的電化學沉積法製備超薄Mn/金屬材料的研究。針對電沉積超薄Mn/金屬層存在析氫而導致不利於研究Mn沉積機制的問題，採用橢圓偏振光譜法以排除析氫的影響進行原位研究。原位橢圓偏振光譜法的套用，對揭示Mn電沉積機理有非常重要的意義，將首次獲得Mn電沉積的實時電化學界面信息，為電沉積製備Mn/金屬材料提供理論依據。
結題摘要
因超薄錳層有特殊的物理化學性質，有廣泛的套用前景，因此在異質金屬基體上沉積超薄錳層的實驗與理論研究已成為熱點。目前報導的製備超薄錳層的方法主要是物理氣相沉積法。本項目開展了採用高效、廉價和簡單的電化學沉積法製備超薄Mn/金屬材料的研究工作。針對電沉積超薄Mn/金屬層存在析氫而導致不利於研究Mn 沉積機制的問題，採用橢圓偏振光譜法以排除析氫的影響進行原位研究。本項目研究發現：電沉積錳過程始終伴隨有析氫反應，不同基體材料會影響析氫反應，對錳的沉積行為有顯著影響。橢圓偏振光譜測量不受析氣影響，能用於Mn沉積的原位測量。在銅電極上，錳層隨沉積電位負掃逐步增厚，電位回掃時仍然發生沉積，回掃到氧化電位才發生溶出反應。在金電極上，恆電流下，Mn在硫酸鹽體系沉積方式與在氯化物體系中沉積方式不一樣，但均隨沉積時間線性生長。陰離子的吸附行為可能對Mn的沉積產生影響。結合電化學石英晶體微天平與橢圓偏振光譜方法，研究了Mn在氯化物體系與醋酸鹽體系中沉積行為發現，醋酸鹽體系錳的沉積速度較慢，主要產物為α-Mn，而在氯化物體系得到的除了純錳外還有錳的氫氧化物。醋酸鹽抑制錳還原的同時也抑制了析氫反應，或起到pH的緩衝作用，抑制氫氧化錳生成。二氧化硒是電沉積錳過程中常用的添加劑，可以抑制析氫，提高電沉積效率；還會發生還原反應，生成硒單質吸附在電極表面；能與Mn發生共沉積形成MnSe。原位橢圓偏振光譜法的套用，對揭示Mn電沉積機理有非常重要的意義，首次獲得Mn 電沉積的實時電化學界面信息，為電沉積製備Mn/金屬材料提供理論依據。
