利用有机钛制备TiO2溶胶，采用电泳法在铂金基底上镀膜,经室温晾干后,对TiO2膜进行电化学活性实验。实验中对影响TiO2薄膜电化学活性的因素进行了讨论，结果表明：胶体浓度、电泳时间、外加电压等因素对膜的电化学性能产生影响。该法制得的TiO2纳米薄膜膜层连续，具有一定的电催化活性，其在亚甲基蓝PBS溶液中的循环伏安图与空白铂片电极相比，有一对明显的可逆氧化还原峰。利用SEM、UV-vis 对膜进行表征。 关键词：溶胶-凝胶 电泳 TiO2薄膜 电催化 亚甲基蓝

用塔菲尔曲线、线性扫描伏安法、交流阻抗、恒电流放电等方法,研究了在4mol/L KOH溶液中,添加剂K2 MnO4对四种纯铝阳极(99.999%、99.99%、99.82%、99.5%)电化学性能的影响,结果表明:K2 MnO4能够提高铝阳极的电荷传递电阻(Rt)、抑制析氢腐蚀,同时提高其电活化性能(如降低极化、开路电位负移、放电性能提高),特别是对工业纯铝(99.5%)的活化性能改善很大;此外,K2MnO4的最佳浓度为0.8mmol/L。 关键词:铝阳极;添加剂;K2MnO4;电化学性能 中图分类号:TG172.6　　　文献标识码:A　　　文章编号:10052748X(2005)1020422203

在610 mol/L KOH溶液中,研究了锌电极中添加不同质量分数和不同粒径的ZnO对电极电化学性能的影响。结果表明,在较慢的扫描速度(1 mV/s)下,不同组成的锌电极循环伏安曲线峰形相差较大。对各电极循环伏安曲线峰电位及峰电流对比分析表明,添加质量分数为50%的纳米ZnO有效地改善了锌电极的 结构,改进了电极反应的传质和传荷条件,使电极中电活性粒子具有合理的分布,因而显示出了良好的电化学 性能,在25周和30周时放电容量仍有220 mA·h/g和198 mA·h/g。 关键词　纳米ZnO,锌电极,循环可逆性,放电容量 中图分类号:O646.2;TM912　　　　　文献标识码:A　　　　　文章编 号:100020518(2005)0120099204

用塔菲尔曲线外推法、循环伏安法以及充放电法分别研究了锌多晶体电极、锌单晶体(002)晶面电极和(100)晶面电极在610 mol/L的KOH溶液中的电化学行为。结果表明:在610 mol/L的KOH溶液中,锌多晶体电极、锌单晶体(002)晶 面电极和(100)晶面电极的腐蚀速度依次减小;锌单晶体电极可逆性更优;充放电循环过程中,在锌多晶体电极表面比锌单晶体电极表面更易生长枝晶。 关键词:锌单晶体电极;　碱性溶液;　腐蚀;　循环伏安;　枝晶 中图分类号:TM91013　　文献标识码:A　　文章编号:1001-1579(2004)06-0399-02

在油酸囊泡的层状液晶中利用电化学沉积法成功地制备了银纳米颗粒。并用扫描隧道显微镜(STM)和透射电子显微镜( TEM)对银纳米颗粒进行了表征 ,发现银纳米颗粒能够均匀地分散在油酸囊泡中 ,并且油酸囊泡能够有效地阻止产生的银纳米颗粒发生聚集反应。此外 ,我们还提出了银纳米颗粒形成的机理。 关键词:油酸囊泡;层状液晶;银纳米颗粒;电化学沉积 中图分类号:O655. 4 ; O646 ; TN16 　　　　 文献标识码:A

为了将稀土引入电镀金刚石工具的生产之中,研究了稀土添加剂对镀镍液性能的影响。以普通镀镍液为基础,采用远近阴极法测定了不同稀土含量镀镍液的分散能力,用内孔法测定了其深镀能力,镀液及其底液的阴极极化性能。结果表明,稀土添加剂可以提高镀镍液的分散能力和电流效率,但对于镀液的深镀能力有不良影响,这可能与稀土阳离子的水解产物在阴极的吸附、提高了阴极极化有关。 [关键词]　电镀镍;稀土添加剂;镀液性能;水解 [中图分类号]TQ153.1+2　[文献标识码]A　[文章编号]1001-1560(2005)04-0009-03

报道了用方波溶出伏安法同时测定废水中微量锌、镉、铅和铜的一种方法. 在浓度为0. 15 mol/ L ,pH = 5. 0 的氯化铵分散体系中,温度18 ℃的条件下,Zn2 + 、Cd2 + 、Pb2 + 和Cu2 + 均灵敏地产生溶出峰,峰位分别为: - 1. 13 V、- 0. 72 V、- 0. 50 V、- 0. 22 V(vs ,S. C. E) . 线性范围分别为 2 ×10 - 7～2 ×10 - 5 、2 ×10 - 7～2 ×10 - 5 、1 ×10 - 7～2 ×10 - 5和5 ×10 - 7～5 ×10 - 5 mol/ L ,检测限为2 ×10 - 8～2 ×10 - 7 mol/ L ,回收率为87. 7～102. 4 %.

研究了半微分阳极溶出伏安法测定无机砷形态的实验方法。通过比较、搜索在不同条件下砷的溶出情况，确定了一种简便、经济、准确的测定As(0)、As(II)、As(V)的方法。

利用循环伏安法研究了不同制备条件对镍电极性能的影响，得出显著影响氢氧化镍性能的因素依次是PH值、温度、合成搅拌强度、合成搅拌时间，并讨论了制备工艺条件对氢氧化镍粒度的影响，提出了优化后的制备工艺在一定程度上可改善氢氧化镍的结构，提出镍电极的可塑性，增加其充电接触能力，从而提高了充电效率。

研究了以共沉淀、包覆、机械混合等不同方式添加或不添加锌对微乳液法合成的氢氧化镍 结构和性质的影响。XRD、循环伏安和恒电流充放电测试结果表明: 微乳液法的合成物仍是具有六方晶 体结构的B2N i(OH) 2, 但其晶粒度很小, 且化学计量比不等于1ö2, 所以材料的活性和放电比容量下降; 锌的添加增加了N i(OH) 2 的晶体缺陷, 改善了N i(OH) 2 的结构, 增加了电极中电子和质子的传递能力, 从而提高了氢氧化镍电极的可逆性, 强化了电极的析氧极化, 其充电效率和放电比容量也随之提高; 其 中, 以共沉淀方式添加锌, 氢氧化镍电极的性能最好。

用电化学测试法分别考察了“羧甲基纤维素钠(CMC) + 4 mol/ L KOH”和“聚丙烯酸(PAA) + 4 mol/ L KOH”胶体电解质对铝阳极的电化学性能影响。结果表明:铝在215 %PAA 胶体电解质中的电化学性能比在CMC 胶体电解质中的好;在 215 %PAA 胶体电解质中分别添加0150 mmol/ L Na2SnO3 、0105 mmol/ L HgCl2 和0180 mmol/ L K2MnO4 ,对铝的缓蚀、活化作用都有所改善,效果最好的是Na2SnO3 ,K2MnO4 次之。

将Cu 以共沉淀方式掺杂到用微乳液法合成的纳米氢氧化镍中,通过X 射线衍射(XRD) 、透射电镜和循环伏安法,研究Cu 对纳米氢氧化镍结构和电化学性能的影响。结果表明:添加Cu ,不会改变氢氧化镍的晶体结构,但晶粒尺寸减小,晶 格将产生严重畸变;且晶粒尺寸随Cu 添加量的增加而减小,晶格畸变也随之加剧,从而有利于质子和电子在电极材料中的传递,提高了氢氧化镍电极的充电效率和活性物质利用率,改善了电极反应的可逆性;而且Cu 的影响随着添加量的增加呈规律性变化,Cu 量应控制在3 %～5 %为宜。

用电化学方法研究了Al( 99.999%~99.5% ) 在4 mol/L KOH 溶液中的阳极行为, 结果表明: 杂质(Fe,Si,Cu)含量递增, 铝的传递电阻变小、腐蚀速度增大, 达到稳定开路电位所需时间延长, 但50 ℃时商业铝Al 99.82% 的极化程度最小, 在- 1.224 V 下有400 mA/cm2 大电流产生; 温度升高而铝阳极的活化作用随之增强, 但腐蚀也加剧; 铝电极在5 mmol/L Na2SnO3 +4 mol/L KOH 中的浸泡时间为20 min 较适合; 添加剂Na2SnO3 对铝的腐蚀抑制、电化学性能改善都产生有利影响, 其最佳浓度为5 mmol/L。

用塔菲尔曲线、线性扫描伏安法、交流阻抗、恒电流放电等方法,研究了在4mol/ L KOH 溶液中,添加剂K2MnO4 对四种纯铝阳极(99. 999 %、99. 99 %、99. 82 %、99. 5 %) 电化学性能的影响,结果表明: K2MnO4 能够提高 铝阳极的电荷传递电阻( Rt ) 、抑制析氢腐蚀,同时提高其电活化性能(如降低极化、开路电位负移、放电性能提高) ,特别是对工业纯铝(99. 5 %) 的活化性能改善很大;此外,K2MnO4 的最佳浓度为0. 8mmol/ L 。

以电合成前驱体直接水解法和电化学扫描电沉积制备复合电极。复合电极具有高活性表面，对甲醇的电化学氧化具有高催化活性和稳定性。

1_氨甲基_1_甲硫基_2_硝基乙烯是合成雷尼替丁的中间体，使用LK系列微机电化学分析系统用差分脉冲伏安法测定该中间体的电化学行为。

制备了聚邻苯二胺, 并将其作固体传输材料应用在染料敏化太阳能电池中。用光电化学方法研究了染料酸性湖蓝、聚邻苯二胺(PoPD)、二氧化钛(TiO2) 纳米晶电极以及用酸性湖蓝和PoPD 复合敏化TiO2 纳米晶膜电极的光电化学行为。用聚邻苯二胺作为固体电解质, 染料酸性湖蓝, 组装了电池, 初步测定了TiO2/ 酸性湖蓝/ PoPD 电极作为光阳极的光电化学电池的工作特性曲线, 测得Voc=0.43V, Isc=0.378mA。

本文以中药白花丹(P1姗ba卯ze’y1二了ca)的抗肿瘤活性成分白花丹 素为研究对象，通过天然药物化学、配位化学、药理学以及生物无机化学 等多学科的交叉与融合，开展了一系列具有原创性的研究工作并取得了以 下极有意义的研究成果。

本分析方法简便、快捷、易掌握。是在实际工作中的总结的经验，尤其适合刚刚接触电化学仪器的人员，尽快的排出仪器因素对实验的影响。

本文采用化学镀方法在环氧树脂基片上实现了优质铜沉积，成功的研制了沉积 速率适中、稳定性优良的双络合剂化学镀铜工艺。通过对几种电镀铜有机添加剂的对比分析，开发出了能够替代国外进口染料的新型多组分有机添加剂，得到了电镀铜有机添加剂的较适宜配方。研究了化学镀铜的前处理工艺，获得了较好的除油、粗化、活化各工序的配方和操作条件。考察了硫酸铜浓度、有机添加剂浓度、甲醛浓度、络合剂浓度对极化曲线的影响。实验结果表明，硫酸铜浓度、甲醛浓度、络合剂浓度、有机添加剂浓度、酸度、温度对化学沉铜速率、镀液稳定性和镀层性能有较大影响。得到了化学镀铜的适宜工艺条件:CuSO，.5HZo:16叭，EDTA.ZNa:20叭，酒石酸钾钠:14叭，氢氧 化钠:15g/L，甲醛(37%):15ml/L，BoZ:0.o12ml/L，pH值:12.5，温度:45oC， 搅拌:60r/inin。对影响电镀铜效果的各种因素进行了实验分析，通过正交实验得出了有机添加剂的适宜配方。考察了国内染料，进口染料，自配有机添加剂浓度对阴极极化曲线的影响，发现自配有机添加剂可以增大阴极极化，与国外染料极化曲线相似。 得到了电镀铜适宜工艺条件:cus认.5玩0:100目工，HZso4:200叭，有机添加剂: FO40.029/L、C010.02ml/L、M010.049/L、C030.03ml/L、CO40.01ml/L、 noio.6ml凡、Tos0.12泌、Nael6om泌，I(习如2):5，温度:室温，搅拌 方式:空气搅拌。 采用双络合剂加稳定剂的方法可以提高镀液的稳定性而保持沉铜速率适中，实 验结果表明，双络合剂化学镀铜镀层均匀、致密，镀层结合力强，可用于印制电路板 (PCB)的通孔金属化过程。 赫尔槽实验和TEM分析研究结果表明:酸性电镀铜溶液中加入自配有机添加剂， 镀液深镀能力较好，铜镀层晶粒细致，光亮面积增加，接近于国外染料的效果。

在科技日新月异的今天，新材料的发展水平已经成为衡量一个国家高科技 水平和综合国力强弱的重要标志，化学镀是在材料领域中发展起来的一类新兴 技术，化学沉积钻基合金不需要电流，可在各种基体材料上沉积以及具有优异 的磁学性能，但它存在镀液稳定性差、沉积速度和均镀能力不理想等问题。由 于稀土元素在电镀、表面化学热处理中能有效提高镀液稳定性、沉积速度和渗 速，可以改善材料的可焊性、硬度和耐磨性等功能特性作用，所以展开了稀土 元素介入化学沉积钻基合金的尝试。 稀土元素介入化学沉积钻基合金是一个具有良好发展前景的研究方向，为 了加速其实际应用的步伐，对在试验过程中获得大量数据，以中文Visual FoxPro6.O为工具，开发出化学沉积数据库系统应用软件。该软件系统分别建 立了镀覆工艺、显微硬度和磁学性能三个数据库。以此为基础，开发了六个应 用模块，分别为文件管理模块、编辑处理模块、数据管理模块、图片管理模块、 打印管理模块、退出系统模块。通过该软件，我们可以方便的管理所有的试验 数据。 根据试验数据，用数值分析的方法进行数据处理，拟合出试验数据的近似 函数表达式。用正交表对基础配方进行分析，得到最佳配方，并进行相应方差 分析;用样条函数和最小二乘法分析镀覆工艺试验数据，绘制出三次样条函数 和三次近似多项式的图形，获得化学沉积速度最大时各因素浓度所在的区间。 本文的研究是对试验数据处理的一种探讨，为稀土化学沉积数据库系统的 建立探索出一条途径，为获得最佳的钻基合金镀层性能奠定了基础，具有较大 的理论和现实意义。

本论文第一部分研究了以污染物乙醇胺同系物为电子给体在P灯TIOZ上光催 化生成氢的反应。结果表明，三种乙醇胺都能显著地提高光催化放氢效率，且 污染物也被很好降解。研究了反应时间、起始浓度、pH值对光催化放氢和污染 物降解的影响。制氢和污染物降解都是在弱碱性(pH为8一9左右)时活性最好。 三种乙醇胺浓度对放氢反应的影响，表观上符合Langmuir.Hinshelwood关系式。乙醇胺光催化降解最终产物主要是COZ，玩O和NH3，检测到了中间产物一乙醇胺和甲醛。探讨了可能的反应机理。第二部分主要考察了5042一、cl一、NO3一、玩P氏一、Hco3一及c仇2一等无机离子对葡萄糖在P灯TIO:上光催化放氢的影响，结果发现玩PO4一对光催化放氢有很强的抑制作用，5042一、cl一和N03一对反应则有微小的抑制作用，而HcO3一和co户却有较大的促进作用，尤以c032一的促进作用更大。通过溶液coD值的测定、电化学分析、UV一vis和FT-刀又等手段进一步探讨了无机阴离子所起作用的机制。

本论文通过将分析化学中金属离子鉴别和分离的特征反应应用到金属纳米 材料的合成与制备路线中，丰富和发展了纳米材料的液相化学合成方法。该合成思想具体通过采用室温液相、水热、回流等技术，辅以多种还原手段，选择性地合成了Ni，CO等金属纳米材料，并研究了所制备样品的结构、形貌、尺寸及其与性能之间的关系。主要内容归纳如下: 1.发展了液相法合成多级结构纳米材料技术。把以往用来鉴别Ni+2的丁二酮肪 作为配位剂引入Ni纳米材料的合成中，在表面活性剂SDBS的辅助下，水热合 成了橙状结构的Ni纳米晶。其矫顽力Hc为120oe。 2用金属还原方法制备了金属纳米材料。在水溶液中，用锌粉还原氯化镍在室 温制得了镍纳米管。纳米管的平均内径30一150unl，壁厚约5一20mn。其矫顽力 Hc为195Oe。在乙醇溶液中，合成了锌掺杂的镍纳米管。纳米管的平均内径100 一Zoounl，壁厚10一20mn。其矫顽力Hc为5巧.6oe。选择活性Rnaye镍作为还 原剂，晶种引导生长法合成了骨架结构的银。利用所合成的Ni纳米管作为还原 剂制备了Ag树枝晶。丘 . 室温下制备金属钻纳米晶体。在室温下乙醇溶液中以水合胁还原合成了树枝 状钻纳米晶体。研究表明影响产物形貌的根本因素是反应速度，树枝晶的形成可 以用扩散限制模型解释。其矫顽力Hc为500Oe。为了控制反应速度从而控制最 终产物的形貌，将广泛用于从废物中提取Cu，Fe，Co，Ni和其它一些金属离子的 萃取剂N53o引入实验体系，利用N530与co+2离子的络合作用，制备了片状聚 集的花状C。晶体。其磁矫顽力Hc为360Oe。

本论文主要以由环烷酸和二乙烯三胺合成的油溶性咪哇琳中间体为 原料，与三氯氧磷进一步合成水溶性的咪哇琳嶙酞胺盐酸盐，确定适宜的 合成条件。运用静态挂片失重法和电化学极化曲线法，对合成产物在 HCI一HZs一H20体系和模拟油田水中的缓蚀性能进行了研究。 在咪哇琳麟酞胺盐酸盐的合成中，采用单因素多水平的方法，考察了 反应物料的配比、反应温度、反应时间以及溶剂等因素对合成产物的影响， 得出最佳的反应条件:咪哇琳与三氯氧磷的摩尔比为3:1，反应最高温度 控制在200℃左右，反应时间约为6个小时，采用无水乙醇作溶剂。 在HCI一HZS一HZO体系中的缓蚀性能研究表明:咪哇琳麟酸胺盐酸盐在 该介质中对A3钢具有良好的保护作用，缓蚀效果随其浓度的增加而增大; 其缓蚀性能随实验温度的升高而降低;随溶液中HZS含量的增大而降低， 但降低程度逐渐减小，最后几乎不变;但是其缓蚀率随实验时间的延长先 增大后降低。 在模拟油田水介质中的缓蚀性能研究表明:咪哇琳麟酞胺盐酸盐在该 介质中具有最佳投加剂量，缓蚀效果随缓蚀剂浓度的增大先升高后有所降 低;其缓蚀效果受介质的pH值影响较大，当溶液呈酸性时，缓蚀率大大 提高，此时所需的缓蚀剂的剂量远远低于未调pH值时。并且当溶液pH值 为5左右时，其缓蚀效果最好;同时，咪哇琳麟酞胺盐酸盐的缓蚀性能受 介质中溶解氧影响也较大，去除溶解氧后其缓蚀率大大提高。 电化学极化曲线结果表明:咪哇琳麟酞胺盐酸盐在HCI·HZS一H20中是 属于阳极型的混合缓蚀剂，主要抑制了碳钢溶解的阳极过程，同时对阴极 反应也有抑制作用;而在模拟油田水中，咪哇琳磷酞胺盐酸盐是属于阴极 型缓蚀剂。因此，咪哇琳磷酞胺盐酸盐是一种对碳钢腐蚀反应的阳极和阴 极均有抑制作用的缓蚀剂。

近几年来，由于聚曝吩衍生物在发光器件、光伏电池及场效应份等方而 潜在应用而备受关注。要使这类新型的光电聚合物材料走向实用化，还需要 一步的改善和提高它们的光电特性和效率。这些性能除了与材料本身的化学 构有关外，还与聚合物的物理形貌及分子形态有着密切的关系。Ll前聚合物 理形貌对光电特性的影响研究主要集中在导电性能方面，而对光学方而的研 较少。本论文分别用氧化聚合法和电化学聚合法合成和制备了聚{3一(2一甲软从苯 唆吩』薄膜和纳米线阵列，详细分析了它们的发光特性和机理。利用同步辐射 射线近边吸收技术(NEXAFS)，分析了不同电负性的取代基对聚咪吩电J气结 和分子取向的影响。取得的结果包括以下几个方面: (1)通过格氏反应合成了3一(2·甲氧基苯)唆吩，再用FeCI3作催化剂氧化合 了聚〔3一(2一甲氧基苯)唾吩』(PMP-Th)。热重分析表明聚合物在400℃刁‘ 现失重现象，具有较高热稳定性。聚合物的最大发光波长为687nln， 带较窄，是较好的近红外发光材料。X射线衍射技术证明聚合物内有微 区，这可能是由分子的局域有序排列造成的。 (2)以高纯铝为原料，分别在草酸溶液和硫酸溶液中，采用二次阳极钱化法 制备了孔洞高度有序的阳极氧化铝(AAO)模板。通过改变制各条件，获 了孔径在30tun一80nm，孔密度为一10’。孔/cm，的一系列氧化铝模板。用 上自制的不同孔径的多孔氧化铝为模板，采用循环伏安法，制备 PMP-Th的纳米线阵列，纳米线的直径与模板的孔径大小相当，纳米线 长度可通过控制电量来调控。结果证明循环伏安法电化学技术与模板 相结合是制备一维聚合物纳米阵列的有效方法，易于调控纳米线的长 和维度。 (3)分析研究了各种直径的PMP一Th纳米线阵列在由草酸溶液中制得的AA 模板中的发光特性，与PMP一Th薄膜的发光光谱相比，纳米线阵列的发 波长都有较大蓝移，强度显著增强。纳米线阵列的发光显示显著的尺 依赖性，随着AAO孔径由80lun减小到60nm，发光波长逐渐从58On 蓝移至560lun，当孔径从60nln减至40tun时，发光峰从56Onm红移 580tun。经过红外光谱分析和对分子环境的比较探讨发现发光潜的蓝移 摘要 由模板的孔洞限制效应引起的，小孔径中发光的红移是聚合物分子有序 取向使有效共辘程度增加带隙能降低导致的。结合聚合物薄膜和从O的 吸收光谱和光致发光激发谱，对光强增强的机理进行了探讨，认为光强 增强是由AAO与聚合物分子间的能量转移造成的，光强随孔径减小而降 低是给体的发光谱与受体的吸收谱搜盖度降低以及分子有序堆积使荧光 效率降低的结果。 (4)分别比较了PMP一Th纳米线阵列和聚(3一澳代唾吩)(PBr一Th)纳米线阵 列在硫酸溶液中制得的AAO(S-AAO)和草酸溶液中制得的从O (C一AAO)中的发光特性，发现PMP一Th纳米线阵列在S一AAO中的发光 峰位和强度的尺寸依赖性与C-AAO一致，说明PMP-Th线阵列在从O 的发光特性与AAO孔壁的化学环境无关，也进一步说明了PMP一Th纳米 与AAO之间没有化学反应。与PMP一Th在C.AAO和S一AAO中的发光特 性显著不同的是，PB卜Th纳米线在C.AAO和S一AAO中的发光强度相比 于薄膜PB卜Th的光强大大降低，这可能是PB卜Th分子在模板中的取向度 较高或者是PB卜Th与AAO有较复杂的相互作用造成的。与PMP一Th纳 米线相同的是PB卜Th在两种模板里的发光波长的尺寸依赖性是一致的。 因此对这一体系的研究还需要进一步的深入和扩展。 (5)利用同步辐射NEXAFS技术，分析了PMP一Th和PB卜Th的电子结构，通 过分析角分辨NEXAFS谱，确定了PMP一Th分子和PB卜Th分子在R片 电极上的分子取向:PB卜Th分子链“倾斜”于金属表面，而PMP-Th由于 甲氧基苯的位阻和电子效应的双重影响表现为无序。

全固态电致变色器件的实用化研究一直是该领域的研究热点。电致变色器件 全固态化的关键是采用合适的快离子导体（有时亦称固体电解质）作为器件的离子传导层。目前，用于电致变色器件的快离子导体仍以固态聚合物电解质为主，然而，聚合物电解质存在易老化、机械强度差、工业化生产难度较大等缺点。无机快离子导体是最有希望用于全固态电致变色器件的离子导体材料。本实验室前期研究结果表明，在合适的工艺参数下制备的 ZrNx薄膜具有高的透过率、良好的热稳定性、耐磨性和化学稳定性，适合于作为电致变色器件的离子导体层。 到目前为止，制备离子导体薄膜最常用的方法有溶胶－凝胶法、真空蒸发法、化学气相沉积法和溅射沉积法等，其中磁控溅射以沉积速率高、基片温升低、膜层均匀性及附着力好、工艺参数易控制等优点而日益成为制备离子导体薄膜的理想工艺方法。 因此本文以纯锆靶及纯铬靶为靶材，采用反应磁控溅射工艺在 WO3/ITO/Glass 基片上沉积 ZrNx薄膜和 ZrNx:Cr 薄膜，通过紫外－可见分光光度计、循环伏安法、交流阻抗法、X 射线衍射仪、热场发射扫描电镜以及扫描隧道显微镜等测试分析方法，研究了制备工艺参数以及 Cr 掺杂对 ZrNx薄膜离子导电性能和结构的影响 。 研究结果表明：采用射频反应磁控溅射工艺制备的 ZrNx薄膜和 ZrNx:Cr 薄膜 均为非晶态结构，溅射功率和氮气分量等工艺参数对薄膜的离子导电性能有较大影响，选择合适的氮分量和溅射功率有助于提高 ZrNx薄膜的离子导电性能，在本实验的条件下，原位沉积 ZrNx薄膜的可见光透过率大于 75％,ZrNx/WO3/ITO/Glass器件的光学调节范围最大可达 57％以上，在离子传导过程中表现出良好的离子导电性能。 掺杂后的 ZrNx:Cr 薄膜，晶态趋势大于未掺杂的 ZrNx薄膜，结构的变化导致 ZrNx:Cr 薄 膜 的 离 子 传 导 性 能 有 所 下 降 ， 电 化 学 窗 口 变 小 ， 从 而 使ZrNx/WO3/ITO/Glass 器件的光学调节范围缩小。

随着电池行业的迅猛发展，人们对电池检测技术提出了更高的要求，迫 切需要一种高效，能测量体现电池反应过程参数的检测设备。本课题目的在 于研发一种综合电化学工作站满足上述需求。 综合电化学工作站是一套完整的、数字化的、电化学体系的检测分析设 备。它把恒电位仪，恒电流仪和电化学交流阻抗分析仪有机地结合到一起， 既可以做常规的基本测试如动电位扫描、动电流扫描试验和电化学交流阻抗 测量，也可以做基于这三种基本试验的程式化试验，如恒电流充电-电化学 交流阻抗测量，电池寿命循环试验-电化学交流阻抗测量试验，从而完成多 种状态下电化学体系的参数跟踪和分析。它可以快捷、精确的检测电池的容 量、测量体现电池反应机理的交流阻抗参数。 本文以交流阻抗谱为理论依据，在既定电位范围、精度、分辨率和响应 速度等性能指标的要求下构建出上下位机多层次硬件体系结构，有针对性地 设计了下位机的接口电路板和测量电路板，并在此设计方案下进行了大量的 硬件功能调试，达到了预期的性能指标。本文的主要内容可概括为以下三点： (1)电化学工作站的功能原理研究与硬件系统设计。介绍了电化学工作 站的三种基本功能和性能指标，电化学交流阻抗测量的原理，并进而提出了 电化学工作站的硬件系统结构，构建了电化学工作站的硬件结构设计； (2)下位机的接口电路板和测量电路板设计，在设计中力图提高系统精 度、灵活性。实现对电池电压和电流的测量和控制功能，使工作站测量和控 制功能达到了功能多样化精确化，为电化学交流阻抗测量等功能实现打下基 础； (3)实验及误差分析。对电化学工作站的硬件测量和控制功能进行了实 验验证，分析了误差产生得原因，对固有误差进行了补偿，对不同幅值直流 信号和不同幅值、频率的交流信号进行测量，达到了精确测量的性能指标。

电池行业的发展对电池检测技术提出了更高的要求，迫切需要高效智能 的检测设备。本课题目的是设计一种满足功能和精度要求的综合电化学工作 站。综合电化学工作站在电池检测中占有重要地位，它将恒电位仪、恒电流 仪和电化学交流阻抗分析仪有机地结合，既可以做三种基本功能的常规试 验，也可以做基于这三种基本功能的程式化试验。在试验中，既能检测电池 电压、电流、容量等基本参数，又能检测体现电池反应机理的交流阻抗参 数，从而完成对多种状态下电池参数的跟踪和分析。本文从结构设计的角度，对综合电化学工作站进行了研究。根据恒电位测量、恒电流测量、交流阻抗测量三种功能的工作原理和相应的性能指标，提出以DSP处理器为控制核心的硬件结构体系。在该设计方案下，进行了大量的硬件设计调试工作和软件设计调试工作。本文的内容包括以下三点： (1)电化学工作站的系统分析。详细分析了电化学工作站三种基本功能 的工作原理和性能指标，确定了电化学工作站的硬件系统结构—以DSP处 理器为整个系统的控制核心，实现对六个通道的电池测量和控制，以及将数 据送往PC机进行储存和处理。 (2)系统硬件设计。硬件设计主要集中在DSP电路板、接口电路板、 测量控制电路板的设计上。DSP电路负责发出控制信号和处理测量信号； 测量电路直接与被测对象相连接，实现具体测量、控制；接口电路是DSP 电路板与测量控制电路板之间的桥梁。从电路结构、芯片选型到最后布局， 将各个功能电路进行细化，分步骤设计。 (3)系统软件设计。结合系统工作特点和硬件结构，确定了软件总体架 构。重点研究了过采样滤波软件算法和快速傅立叶变换（FFT）测算交流阻 抗软件算法。

能源的短缺和人类对能源的不合理运用，给人类自身的生存条件和自然环境造成了极大的破坏。燃料电池作为一种不经过燃烧直接以电化学方式将燃料的化学能转化为电能的发电装置，有望成为21世纪首选的洁净、高效的发电技术。直接甲醇燃料电池（DirectMethanol Fuel Cell）是燃料电池的一个重要的分支，以甲醇为燃料，具有无污染、能量转化率高、储存和运输方便等优点，有望在便携式电源、电动机车和野外电站等方面得到应用，但是目前阻碍DMFC发展的主要问题是甲醇氧化的电极材料活性不高且对甲醇吸附能力较好的铂的价格昂贵，本文的主要目的是制备出高催化活性且成本较低的甲醇电催化氧化的阳极催化剂。本论文采用了电化学方法，如循环伏安法，常规脉冲伏安法及X射线粉末衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X射线能量色散谱（EDS）表征等技术手段研究了铂基功能性系列阳极阵列催化剂的制备方法及对甲醇电催化氧化性能，并讨论了甲醇在催化剂上的催化氧化机理。所制备出来的普通铂基合金修饰玻碳电极、铂基多元纳米线阵列电极、铂基多元空心球和Nafion试剂修饰的玻碳电极对甲醇的电催化氧化性能有了很大的提高，且所用的电极材料（贵金属）相比普通铂电极成本明显降低，得到的实验结果对 甲醇燃料电池的商业化有一定的指导意义。 本论文综述了燃料电池的发展历史及其分类，重点介绍了直接甲醇燃料电池的工作原理及研究进展和应用前景，尤其是直接甲醇燃料电池的阳极催化剂研究进展以及对纳米电催化材料在甲醇燃料电池阳极催化剂中的应用前景进行了详细说明，由此得出本文的选题 依据，主要研究内容和结论如下：

直接甲醇燃料电池(DMFC)以廉价的液体甲醇为燃料，不需要燃料重整设备，运行温度较低，燃料来源丰富，易携带和储存，是便携式电子设备、电动汽车的理想动力源。但其阳极催化剂采用贵金属Pt及PtRu合金，成本高，催化活性低，难以商业化。因此，降低贵金属Pt用量、提高Pt催化剂的活性和利用率，是重要的研究课题。本文采用微乳液法，以聚苯胺-石墨复合材料为载体，成功制备了具有纳米分散性的Pt/PANI-G、Pt-Ni-Zr/PANI-G阳极催化剂。 (1)通过微乳液法成功合成了聚苯胺-石墨导电高分子催化剂载体，并应用FT-IR、TG、XRD、TEM、导电性和电化学性能测试表征了结构与性能。结果表明石墨含量为10wt%时载体具有较好的导电性能，石墨与聚苯胺之间存在键合作用，聚苯胺-石墨复合材料比聚苯胺具有更大的比表面积。 (2)通过A to B和A+B两种微乳液法成功制备了Pt(20wt%)/PANI-G和Pt-Ni-Zr/ PANI-G电催化剂，采用XRD、TEM、XPS等手段对催化剂进行表征。结果表明A+B 微乳液法制得的催化剂具有更好的结构和性能。微乳液的ω、前驱体的浓度对催化剂粒径存在显著的影响，当ω=8.71、前驱体浓度为0.0192mol/L时制得的催化剂Pt粒径4.0nm，以0、+2和+4氧化态存在，电化学活性面积15.99 m2/g，对甲醇的电化学氧化峰电流为282.04μA·㎝-2、氧化峰电位为0.603V。Pt-Ni-Zr/PANI-G催化剂中金属之间形成较好合金结构，催化剂金属以0、+2等多种氧化态形式存在，Pt粒径大小在3nm左右；Pt11Ni6Zr3/PANI-G催化剂中Pt具有较大的电化学活性面积和较高的热稳定性，对甲醇也有较高的电催化活性且随甲醇浓度和温度的升高而增强，常温时Pt11Ni6Zr3/PANI-G催化剂在1mol/L甲醇+0.5mol/L硫酸溶液中的氧化峰电流为440.94μA·㎝-2、氧化峰电位0.539V。