电化学强极化贵金属过程中纳米功能材料的形成及金属/溶液界面的物理化学行为研究

纳米功能材料的制备方法研究是国内外纳米科学研究领域的热点之一。电化学方法制备纳米材料具有反应条件温和、可控性好、适用范围广等优点，是一种有前途的纳米材料制备方法。前期已采用新颖、简便、绿色的电化学方法成功制备出Pt、Au纳米功能材料。本项目拟在此基础上，采用热电化学、光谱电化学等实验方法，结合表面形貌、结构和成分分析等表征手段，系统和深入研究简单电解质溶液中，贵金属和合金经电化学扰动或恒电势/电流等方法强极化时，纳米粒子和纳米结构薄膜等纳米功能材料的形成过程，以及金属/溶液界面发生的吸附/脱附、氧化/还原、嵌入/脱出和析气等物理化学行为，考察介质、掺杂物、温度及合金中不同元素与含量等因素对形成过程的影响，归纳并完善贵金属纳米材料制备规律，拓展纳米材料电化学制备方法，丰富强极化电极过程动力学，促进金属材料、金属的腐蚀与防护等相关学科的发展。

从Au、Pd、Pt等贵金属电极出发，采用恒电势、方波电势等技术制备出贵金属/合金纳米结构薄膜。采用循环伏安、线性扫描伏安、开路电势-时间、电化学原位拉曼光谱等技术研究了贵金属及合金纳米结构材料形成过程中的电极/溶液界面行为。制备过程涉及贵金属电极表面的阳极溶解/氧化-同时化学还原、难溶盐的形成和还原、强阴极沉积-合金化等原理。所制薄膜对无机/有机/生物小分子的氧化/还原具有高的电催化活性和电化学检测性能，以及对吡啶分子具有强的表面增强拉曼光谱活性。该研究拓展了贵金属纳米材料的电化学制备方法，丰富了贵金属电极过程动力学，加深了对贵金属纳米材料、贵金属电化学腐蚀现象的认识。