薄層液膜下及光照輻射條件下電化學調控制備Sol-gel薄膜.pdf

1、Sol-gel技術已經成為制備硅烷薄膜的一種常用方法，在金屬材料表面防護預處理、電分析化學和生物傳感器、催化薄膜、表面修飾與改性等領域有著廣泛的應用。電化學輔助沉積法利用陰極“局部堿化”的機理，同時兼顧了sol-gel體系在酸性本體溶液中的穩定性和電極表面局部堿性區域內的聚合反應。由于此方法的優越性，近年來此技術已經得到了廣泛的關注和發展。本文主要研究了在電極表面局部區域內電化學輔助沉積sol-gel硅烷膜，從理論和方法學上都進一步拓展

2、了此技術的應用。主要研究工作包括:
　　 (1)基于溶液中物質傳質動力學理論，在擴散層減薄的條件下，活性物質由于濃度梯度增大而加速擴散。利用這一原理，本論文嘗試采用薄液膜裝置，利用電極表面薄層溶液內的O2比常規本體溶液中的O2更容易擴散到電極表面，在陰極發生還原反應生成OH-催化劑的基本設想，以期促進硅烷成膜，進而制備得到了膜厚增加、致密性提高、耐蝕性能增強的硅烷膜。同時發現，一旦液膜厚度低于臨界最佳值，液膜越薄引起整體溶液中的

3、溶解氧含量下降，反而不利于成膜過程，導致耐蝕性能下降。
　　 (2)根據能帶理論，p型半導體受光激發后產生電子-空穴對分離，導帶(CB)中的電子在外加陰極電場作用下進入溶液發生還原反應而生成催化劑OH-，促進光照輻射局部區域內的OH-濃度升高并足以促進硅烷sol-gel組分的成膜，而未受光照的區域則由于陰極過程受阻，不能生成足夠的OH-而不能成膜。通過光-電結合的技術，實現了在p型半導體表面光控陰極沉積硅烷sol-gel薄膜，拓