共溅射法制备的Pt-C薄膜的微观结构和电化学性能的研究

2012-06-01 廖建平 中科院等离子体物理研究所

  用共溅射的工艺准备了Pt-C溥膜,溥膜由Pt微米微粒和非晶C根据。電子器件光学显微镜和X放射线衍射的测试软件結果出现Pt微米微粒嵌入在非晶C过程中。好成绩辨率散发出電子器件显微彩色图像表明了2~3 nm的Pt微粒嵌入于非晶C层中。Pt和Pt-C溥膜的无机催化反应特征参数是利用不断循环伏安法来设计的,电解抛光液为N2达到饱和状态的0.5g/mol的盐酸稀硫酸。与纯Pt溥膜相对于,Pt-C溥膜出现了极高的无机催化反应几丁质酶占地面,这关键是考虑到非晶C支撑体系基本材料的产生缩减了Pt微米科粒的颗粒直径。   关健词:共溅射;Ptbopp溥膜;Pt-Cbopp溥膜;电检查是否活力性平数   近日, 以非晶为栽培基质的原材质微米分手后结合构成原材质收获了诸多的探索, 伴随它们的在物理上的、物理、爱情离子液体剂的作用反应等的方面的特殊化效果而被采用不同的应运[1-11]。共溅射措施是采用备制种微米构成原材质的最有发展前景的哪几种措施之1。另一个, 在大量原材质/ 非晶基体的微米分手后结合原材质中, Pt/ 非晶基体爱情离子液体剂的作用反应剂被大量探索小组内探索过, 举例说明, Lee[7] 或是企业合诗人用共溅射法备制了微米构成的Pt/ Fe-磷酸聚酯薄膜电级采用甲醇的脱色反应。Kim 等[8] 用rf射频磁控共溅射模式备制了新型产品的P-tNiO 和P-t TiO2 对电级。Ahn 等[9-11] 利用共溅射措施备制了P-t CuO 和P-t CeO2 微米分手后结合原材质采用之间甲醇助燃剂电级, 效果反映, 与纯Pt 电级相比之下, 这电级展现出了更多的爱情离子液体剂的作用反应脱色反应甲醇的灵活性; 同时也用种措施探索了微米构成的Pt 对采用微电物理场所的Co3O4 电级的电化基本特性的关系[11] 。   在下面的工做中, 用共溅射的方法步骤制得了nm级设计类型的P-t C 聚酰亚胺膜, 相比了它与用傳統溅射的方法步骤制得的纯Pt 金属电极的微观经济设计类型及及电催化效果。当溅射纯Pt 的期间, 会因为Pt 氧分子互相运用首选于Pt 与支持力物的运用, 而走到支持力物上的Pt 氧分子散出并演变成岛状的设计类型[8] 。岛状的Pt 氧分子团会因为联动反应而结果是演变成了Pt 聚酰亚胺膜, 那么, 当Pt 与C 一起来去溅射时, 会因为C 的普遍存在, 岛状Pt 的联动反应感受到了减少,这致使了nm级Pt 晶粒度与其晶C 交织的新兴聚酰亚胺膜的演变成[ 8] 。本工做的效果是共溅射Pt 与C 而使有效降低nm级颗粒状的粒级以延长它的电催化催化活性规模。


  在碳纸上溅射沉积Pt 和共溅射沉积P-t C在碳纸上用传统的射频磁控溅射沉积装置在室温下分别溅射沉积Pt 和P-t C 薄膜, 靶与基底之间的距离保持在510 cm。磁控溅射装置包括了一个不锈钢腔体, 一个机械泵和一个分子泵将真空抽至610@ 10- 3 Pa 以下, 一个针阀控制溅射气体Ar 的气压。当溅射Pt 的时候, 射频功率以及溅射气体气压分别保持在110 W 和510 Pa。Pt 靶的尺寸为40 mm@ 40mm @ 2 mm。当共溅射P-t C 时, 溅射参数与溅射纯Pt 的一样, 在这种情况下, 碳靶( 40 mm @ 20 mm @ 2mm) 被置于Pt 靶上, 如图1 所示, Pt 和C 被同时溅射。

  顺利通过共溅射具体方法赢得了nm结构特征的P-t C pet塑料薄膜,HRTEM, XRD 和XPS 效果认为了在非晶C 层含有nmPt 水粒子。与Pt 对比, 承载物如C 的引用对Pt 的促使渗透性酶类发挥着了利于的帮助, P-t C pet塑料薄膜情况出了很高的光电催化上的渗透性酶类表总面积, 这也许 根据C 的引用变低了Pt 的粒级, 所以增大它的光电催化上的渗透性酶类表总面积。   Abstract: The nano-structured Pt-C films were deposited by co-sputtering of Pt and C targets on substrates of carbon and Si.The microstructures and properties of the Pt-C films were characterized with X-ray diffraction,X-ray photoelectron spectroscopy,high resolution transmission electron microscopy,and cyclic voltammetry.The results show that the Pt nano-particles,2~3 nm in diameter,embedded in an amorphous C matrix,dominates in the Pt-C films.The cyclic voltammetry study of the Pt and Pt-C films,in N2-saturated 0.5 g/mol H2SO4 aqueous solution,indicates that the Pt-C films possess a much larger area with high electrochemical activity than that of the control sample,possibly because of the small size of the carbon-isolated Pt nano-particle.   Keywords: Co-sputtering,Pt thin film,Pt-C thin film,Electrochemically active surface area