溶膠凝膠法制備鈣鈦礦型LaMO3(M=Fe,Ni)薄膜及其在堿性水溶液中的電化學行為研究.pdf

1、鈣鈦礦型氧化物在堿性水溶液中具有一定電化學反應活性，其成本低、易活化，但目前對其電化學行為和反應機理缺乏清晰的認識。納米晶薄膜材料具有獨特的電化學特性，利用薄膜電極作為研究對象是研究材料電化學行為的一種重要研究方法。為了深入研究鈣鈦礦型氧化物薄膜的制備方法、性質和其在堿性水溶液中的電化學行為，本文用溶膠凝膠法在Si、Ni兩種襯底上制備了LaMO3(M=Fe，Ni)薄膜材料，使用X-射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、四探針電阻測試儀

2、等材料測試方法和電化學測試，研究了薄膜電極的制備技術并進行了電化學行為研究，結果表明:
　　 用溶膠凝膠法在Si(111)襯底上可制備出具有鈣鈦礦型菱方結構的LaNiO3薄膜。用乙二醇甲醚為溶劑，添加10％的乙醇胺，1500μm·s-1提速提拉得到的LaNiO3薄膜具有較低的電阻率。LaNiO3薄膜600℃開始晶化，900℃發(fā)生分解。最佳退火溫度為700℃，空氣下退火電阻率最低達到1.027mΩ·cm。LaNiO3薄膜的相結構和

3、電阻率受退火氣氛中氧含量的影響顯著。700℃時在O2氣氛下電阻率最低可達到0.458mΩ·cm，He氣氛下LaNiO3發(fā)生分解，生成La2O3。室溫下LaNiO3薄膜具有一定的電化學容量，且隨循環(huán)次數(shù)的增加有上升趨勢。700℃退火后容量最高，第五次循環(huán)達到最大容量，為166.35mAh·g-1。
　　 用溶膠凝膠法在Si(111)和Ni襯底上可制備出與襯底結合良好，有鈣鈦礦型正交結構的LaFeO3薄膜，退火后兩種襯底上的LaFe

4、O3薄膜都具有鈣鈦礦型正交結構，隨退火溫度升高薄膜晶粒尺寸變大，Si和Ni襯底上制備的LaFeO3薄膜的最佳結晶溫度分別是900℃和700℃。Si襯底上的LaFeO3薄膜退火后為顆粒膜，薄膜表面平整，與襯底接觸良好，900℃退火后薄膜表面出現(xiàn)裂紋。Ni襯底上的LaFeO3薄膜退火后表面平整致密，800℃開始出現(xiàn)裂紋。電化學研究結果表明，室溫(25℃)下LaFeO3薄膜電極首次充放電放電容量很低(6.8～50.6mAh·g-1)，充電平臺