644 北京科技大学学报 第35卷 此外，在曲线a中，可以看到-0.1V处有一个 反应速率很快，得到快速沉积的多晶；而加入40 明显的还原峰3.由曲线a和b对比可知，此峰归属 mmol-L-1柠檬酸钠作为包裹剂时，反应速率明显 于h3+的还原峰.即应该选定小于-0.1V的电位 降低，所得产物颗粒均匀，密度明显降低（图2(b): 作为Rh的沉积电位，但电位并非越负越好.从图1 当分别加入80 mmolL-1 CTAC和CTAB时，得到 可看出-01V电位下已经发生了氢的吸附，电位继 类似膜状结构的形貌（图2(c)和(d). 续降低就会发生析氢反应，而析氢对于电沉积过程 由图2(c)和(d)可知，CTAC或CTAB作包 是不利的.一方面，析氢发生的同时，电沉积受到干 裹剂时，所形成的纳米粒子黏结形成了一层膜状结 扰不容易形成稳定的结构：另一方面，电极表面析 构.CTAC和CTAB是大分子的表面活性剂，在水 氢容易使得电沉积得到的膜层不均匀甚至破裂.因 溶液中能形成胶束，起到软模板的作用，包裹住纳 此本文引入包裹剂，对反应速率进行调节. 米粒子的各个晶面.选择柠檬酸钠作为包裹剂时， 2.2Rh纳米粒子电化学沉积中包裹剂的选择 它作为一种分子量相对较小的表面活性剂，有利于 在电解质体系中，加入包裹剂起到两方面的作 得到颗粒状的纳米晶；但在40 mmol-L1柠檬酸钠 用.由于包裹剂在Rh表面上的吸附，首先析氢反 作用下得到的Rh纳米粒子还有更精细的结构（图 应不易在被包裹剂保护的电极表面发生24：另一方 2(b),这可能源于该电位下不同包裹剂在Rh纳米 面，这种吸附对R的晶面具有选择性，会降低相 粒子表面吸附紧密程度的差异.文献报道)，C1 应晶面的生长速率，利于得到各向异性的结构.因能够强烈地吸附在h纳米粒子的晶面上，同时它 此本文尝试在体系中加入高浓度的不同类型的包裹 也有可能与Rh3+形成配位化合物.下一步选定不 剂，以作改善.图2是在不同包裹剂体系中，0.8V同的酸根阴离子研究其对R山纳米粒子电沉积的影 下沉积晶种，0.3V下恒电位生长所得纳米粒子电响 镜照片.从图2(a)可知，不加入包裹剂，电沉积 100nm 100 nm 100nm 图2以1.6 mmol-L-1RhCl3+0.1molL-1HC1O,及不同包裹剂为反应体系，在0.8V下沉晶种50ms,-0.3V下生长1800s所 得到的扫描电镜照片.包裹剂分别为：(a)未添加；(b)40 mmol-L-1C6HsNa3O,2H2O:(c)80 mmol-L-1CTAC:(d)80 mmol-L-1 CTAB Fig.2 SEM images of Rh nanoparticles prepared in 1.6 m mol-L-!RhCl3 +0.1 molL-1 HCIO4 and different capping agents, nucleated under-0.8 V for 50 ms,and grown under -0.3 V for 1800 s.Capping agents:(a)no addition;(b)40 m mol-L-I C6HsNa3O7-2H2O;(c)80 m mol-L-1 CTAC;(d)80 m mol-L-1 CTAB 2.3Rh纳米粒子电化学沉积中酸根阴离子的选择由图3(a)可知，在H2SO4作为支持电解质时，得到 图3是在不同的酸根阴离子中，在与图2相同 类似于花状结构的Rh纳米粒子；阴离子为CI-时， 的沉积条件下得到的Rh纳米粒子扫描电镜照片. 得到表面粗糙的Rh纳米粒子（图3(c);而在HCIO4· · 北 京 科 技 大 学 学 报 第 卷 此外 , 在曲线 中, 可以看到 一 处有一个 明显的还原峰 由曲线 和 对比可知, 此峰归属 于 的还原峰 即应该选定小于 一 的电位 作为 的沉积电位, 但电位并非越负越好 从图 可看出 一 电位下 己经发生 了氢的吸附, 电位继 续降低就会发生析氢反应 , 而析氢对于电沉积过程 是不利的 一方面 , 析氢发生的同时, 电沉积受到干 扰不容易形成稳定的结构 另一方面, 电极表面析 氢容易使得 电沉积得到的膜层不均匀甚至破裂 因 此本文引入包裹剂 , 对反应速率进行调节 纳米粒子 电化学沉积 中包裹剂的选择 在电解质体系中, 加入包裹剂起到两方面的作 用 由于包裹剂在 表面上 的吸附, 首先析氢反 应不易在被包裹剂保护的电极表面发生 阵 另一方 面, 这种吸附对 的晶面具有选择性 , 会降低相 应 晶面 的生长速率 , 利于得到各向异性 的结构 因 此本文尝试在体系中加入高浓度的不 同类型的包裹 剂 , 以作改善 图 是在不同包裹剂体系中, 一名 下沉积晶种 , 一 下恒 电位生长所得纳米粒子 电 镜照片 从图 可知, 不加入包裹剂, 电沉积 反应速率很快 , 得到快速沉积 的多晶 而 加入 ·一`柠檬酸钠作为包裹 剂时, 反应速 率明显 降低 , 所得产物颗粒均匀 , 密度明显降低 图 当分别加入 一 和 时, 得到 类似膜状结构的形貌 图 和 由图 和 可知, 或 作包 裹剂时, 所形成的纳米粒子乳结形成了一层膜状结 构 和 是大分子的表面活性剂, 在水 溶液 中能形成胶束 , 起到软模板的作用 , 包裹住纳 米粒子的各个 晶面 选择柠檬酸钠作 为包裹剂时, 它作为一种分子量相对较小的表面活性剂 , 有利于 得到颗粒状的纳米 晶 但在 一`柠檬酸钠 作用下得到的 纳米粒子还有更精细的结构 图 , 这可能源于该电位下不 同包裹剂在 纳米 粒子表面吸附紧密程度 的差异 文献报道 , 能够强烈地吸附在 纳米粒子 的晶面上 , 同时它 也有可能与 “十形成配位化合物 下一步选定不 同的酸根 阴离子研究其对 纳米粒子电沉积 的影 响 图 以 ·一 七一 及不同包裹剂为反应体系, 在 一。` 下沉晶种 。, 一 下生长 所 得到的扫描 电镜照片 包裹剂分别为 未添加 , 一 一` · , ·一` 私 飞 毛一 娘 毛 一 · 一 氏 , 一 , , 一 ·一` 佗 ·一` 丁 七一` 队 纳米粒子 电化学沉积 中酸根阴离子的选择 图 是在不 同的酸根阴离子中, 在与图 相同 的沉积条件下得到的 纳米粒子扫描 电镜照片 由图 可知, 在 作为支持电解质时 , 得到 类似于花状结构的 纳米粒子 阴离子为 一时, 得到表面粗糙的 纳米粒子 图 而在