纳米结构CeO2薄膜的光助阳极电沉积机制及其腐蚀电化学行为研究

联用EIS、EEN和CHR技术并辅以SEM、XRD、SECM、XPS等，深入研究暗态（无光照）条件下纳米结构CeO2薄膜的电沉积电化学特征与薄膜结构和性能之间的关系，丰富"CeO2暗态阳极电沉积理论"；探索光照条件下纳米结构CeO2薄膜的阳极电沉积行为，特别是光生电子对CeO2薄膜阳极电沉积"成核/生长"、结构和性能的影响机制。在上述研究的基础上，探明纳米结构CeO2薄膜的腐蚀电化学特征及其相应腐蚀结构特征之间的关系，同时建立相关腐蚀演化模型。本项目的研究不仅为纳米结构CeO2薄膜的工业开发和应用（特别是"代Cr"防护）提供了基础，而且丰富了纳米电化学和光电化学理论。因此具有重要的实际意义和理论价值。

采用EIS、CV、EN、XPS、Ramam和XRD等技术系统研究了暗态和光照条件下CeO2薄膜的阳极电沉积和腐蚀机制，取得了如下主要研究成果：(1) 获得了暗态和光照（恒压/恒流）条件下稳定的高耐蚀性CeO2薄膜的最佳电沉积工艺，并探明了主要电沉积工艺参数、空穴捕获剂和电子捕获剂对薄膜组成、结构和性能的影响规律。(2) 发现暗态下CeO2薄膜的电沉积过程受电荷转移步骤控制，自然充氧镀液中添加10（V/V）%（恒压）乙醇可显著提高薄膜的致密性和耐蚀性。(3) 发现光照下镀液中添加70（V/V）%（恒压）/40（V/V）%（恒流）的乙醇或NaNO3（恒流）可显著提高薄膜的致密性和耐蚀性。(4) 建立并验证了暗态、光助恒压/恒流阳极电沉积CeO2薄膜的等效电路模型。(5) 发现CeO2薄膜的阳极电沉积均表现出(220)晶面的择优取向生长、薄膜中均存在不同程度的氧空穴，部分验证并修正了国内外科技工作者的相关理论模型。(6) 获得了暗态下二氧化铈薄膜颜色与薄膜中Ce(III)和氢氧化物含量与沉积时间之间的关系。(7) 发现不同波长（254 nm、365 nm和415 nm）紫外单色光光助阳极电沉积的CeO2薄膜的表面均较混合光和暗态下得到的薄膜表面光滑平整；薄膜中Ce含量和薄膜厚度均随着紫外光波长的增加（能量减弱）而降低。(8) 暗态下的CeO2薄膜耐蚀性较光照下的CeO2薄膜耐蚀性高，但均显著高于316L不锈钢的耐蚀能力；同时，建立并验证了CeO2薄膜腐蚀的等效电路模型。