电化学沉积在制备具有特殊结构和功能的表面材料方面正发挥其特有的优势,成为现代表面技术的一种重要方法。本工作选择以下两类具有典型意义的电沉积体系作为研究对象,尝试采用电沉积方法获得具有确定微结构的表面镍、锌镀层,在此基础上分析讨论相应的技术和应用问题。 本论文的主要研究内容之一是电沉积制备介孔金属薄膜。金属介孔材料具有高比表面积和高均一有序性等优点,在电化学催化、化学电源、燃料电池、电化学传感器和电化学电容器等领域有着广泛的应用前景。目前,金属介孔材料的制备和应用已成为纳米材料研究的热点之一。由于液晶模板方法具有模板构筑简单、模板导向性好、常温操作、产物结构可控和成本低等优点,已被成功地用于介孔材料合成。本论文采用两种非离子表面活性剂分别与镍盐水溶液构筑的六方液晶为模板,电沉积制备金属镍介孔薄膜,并研究了这类材料在电催化和电化学储能方面的应用。 本论文另一主要工作是采用分形方法研究了锌电沉积过程枝晶生长的动力学性质。这一选题的主要考虑在于,锌是目前应用最广泛的电化学材料之一,其表面形貌与应用要求密切相关,因此对锌枝晶的生长动力学研究具有广泛的应用意义。 本论文主要工作如下: 1.通过差示扫描量热和偏光显微镜等手段,确定了三元体系构成六方液晶时两种非离子表面活性剂C₁₆EO₁₀和C₁₈EO₁₀的配比分别为47wt%h和55wt%;研究了该六方液晶体系中的循环伏安行为和电沉积过程中沉积电势与电流的关系;通过三电极法在该体系中制备了镍介孔薄膜。 2.通过TEM手段对制备的镍介孔薄膜进行了表征,结果显示液晶体系在电沉积过程中发挥了模板导向作用,产物薄膜疏松多孔;考察了两种介孔薄膜在NaOH溶液中的循环伏安行为,结果表明该薄膜具有高的比表面积并对析氢有明显的催化作用,并可在电化学电容器中得到应用。 3.在圆形电解池中采用恒电压方法,得到了金属锌二维电沉积牛长的形貌分布图,其中枝晶生长模式主要出现在中等浓度和高电压区域。在此基础上探讨了