贵金属催化刻蚀半导体技术的应用进展

合集下载

光电化学中的新型催化材料

光电化学中的新型催化材料

光电化学中的新型催化材料近年来,随着环保意识的提高和新技术的不断涌现,光电化学技术作为一种具有广泛应用前景的新型技术逐渐受到人们的关注。

而在这项技术中,催化材料无疑是起到了至关重要的作用。

在现有的催化材料中,铂等贵金属制成的催化材料虽然具有较高的催化活性,但成本较高,同时使用过程中亦存在环境污染的问题。

因此,研发低成本、高效率、环保的新型催化材料也成为了科研工作者的热点问题。

作为一种介于光电化学和催化反应之间的新型材料,光电化学催化材料在催化反应中的应用已经引起了广泛的关注。

光电化学催化材料不仅可以促进正常催化反应,而且能将光能转化为电能,从而提高反应效率。

目前,已经研发出了多种不同类型的光电化学催化材料。

以下列举其中的几种。

第一种是半导体催化剂。

这种催化剂主要基于半导体材料,有机太阳能电池等器件,将光能直接转化为电化学反应能量。

不仅如此,在光电化学反应过程中,半导体材料还会通过产生电子-空穴对促进催化反应的进程。

该催化剂具有催化活性高、稳定性强、成本低的优点。

近年来,科研工作者不断在探索新型半导体材料及其在光电化学中的应用,以期能研发出更加高效的催化剂。

第二种是复合氧化物催化剂。

该种催化剂通常由几种不同的氧化物组成,其作用机理是在光电化学反应过程中,复合氧化物中的一些原子会发生自身电化学反应,并将电荷转移给其他元素,从而促使催化反应的发生。

该催化剂特点在于催化作用稳定,催化剂循环利用能力强,但制备过程复杂且成本较高。

第三种是金属-有机骨架催化剂。

该催化剂通常是由金属离子或有机化合物通过配位形成的有机金属骨架结构,并在光电化学反应中发挥催化作用。

该催化剂具有反应速率快、催化活性高、反应选择性好的特点。

而且,该种催化剂由于其结构独特,极大地增加了反应体系的稳定性,能够承受较高的催化反应条件。

总之,光电化学催化材料的发展为光电化学技术的应用提供了新的途径。

尤其是在工业环保、电化学能源等领域,光电化学催化材料的应用前景极为广阔。

半导体技术的进展及应用展望

半导体技术的进展及应用展望

半导体技术的进展及应用展望近年来,随着信息技术的高速发展,半导体技术也在迅猛发展。

半导体是一种具有电导性的材料,可以对电流的传递进行控制,因此在电子器件的制造、集成电路、光电子器件等领域中得到了广泛应用。

本文将从半导体技术的进展与应用,展望未来半导体技术的发展方向。

一、半导体技术进展半导体技术从上世纪50年代开始发展至今,经历了数十年的发展,技术水平不断提高。

其中,材料和工艺技术的发展是半导体技术进步的重要推动力。

目前,半导体技术的研究重点主要集中在以下几个方面:1.集成电路技术的高度集成化集成电路技术是半导体技术最为重要的应用之一。

近年来,随着芯片制造工艺的不断改进,集成度已经达到百亿级别。

这些高度集成电路的问世,使得计算机的性能和存储能力得到了极大的提升,同时也为人类带来了许多便利。

2.功耗与散热的控制技术随着芯片集成度的提高,其功耗与散热问题也越加突出。

因此,半导体技术的发展重点逐渐转向了功耗与散热的控制技术。

近年来,半导体行业先后推出了一系列低功耗芯片和高效散热技术,极大地提升了服务器、手机等设备的使用寿命。

3.新型半导体原材料研究新型半导体原材料是半导体技术的一大研究热点,也是未来半导体技术的发展趋势之一。

以石墨烯、碳化硅等为代表的新材料不仅具有较高的电导率和压电性能,而且可在高温、高压等复杂环境下稳定运行,因此具有广泛的应用前景。

4.量子计算技术的突破量子计算技术是近年来半导体技术的一个重要方向。

量子计算机以量子比特为基础,比传统的二进制数码处理速度更快并且能够同时处理多种数据。

尽管目前还处于实验阶段,量子计算机的问世预示了未来信息技术的一个全新的时代已经开始。

二、半导体技术应用半导体技术已经成为了电子、信息、通讯等众多领域的支柱技术。

下面列举一些典型的应用:1.通讯设备半导体技术在通讯领域的应用非常广泛。

手机、GPS、通信卫星、交换机、传感器等都离不开半导体技术的支持。

2.计算机设备CPU、内存、显卡等计算机硬件都是靠半导体技术制成的。

贵金属催化反应的机理和应用

贵金属催化反应的机理和应用

贵金属催化反应的机理和应用贵金属催化反应指的是利用贵金属作为催化剂,促进化学反应的进行。

这种催化剂通常是铂、钯、铑等,它们具有非常优异的催化性能和稳定性,可以加速反应速率、提高产率和选择性。

贵金属催化反应已经成为现代有机合成和工业生产中的重要工具,广泛应用于化学、医药、电子、能源等领域。

本文将介绍贵金属催化反应的机理、分类以及一些重要应用。

1.应用贵金属催化反应如今已经成为石油、化工、环保等领域的核心技术之一,其应用覆盖面较广,例如:(1) 医药制造医药领域使用贵金属催化反应进行有机合成已成为主要路径。

对于生物学上活性高的有机分子,贵金属催化反应能选取单一的位置并用有特定的立体选择性构造化合物。

(2) 化学和材料领域贵金属催化反应在有机合成领域也同样大放异彩。

这种催化反应可以用来生成大量有机化合物,包括激素、醇、酸、酯、酰胺、醛和酮等诸多化合物,是现代有机合成中的重要一环。

在材料领域中,贵金属催化反应也可以用来制备诸如金属醇盐、配合物、氧化物和纳米颗粒等材料。

(3) 动力学领域最近,贵金属催化反应还被广泛用于治理空气与水等环保领域。

此外,贵金属的催化反应还可用于结构材料和肥料生产中。

2.机理贵金属催化反应机理要求至少要有一个氧化物表面,该表面可以将一半的氢气与通入的氯气吸附,使氢气形成原子态,并使碳氢化合物形成精细的三位构形。

在该反应中,氢气剩余一半的用途是解吸有机物,重复这一过程,使得反应物在催化剂表面上发生反应。

总之,贵金属催化反应的机理是一系列复杂的化学反应合成。

它涉及催化剂表面与反应物之间的物理、电子和化学交互作用,其中氢气的催化转化和吸附是其重要组成部分。

3.分类贵金属催化剂分为两种类型:贵金属纯物和贵金属复杂物。

贵金属纯物,如铂、钯和铑等单元原子,作为单纯的催化剂,在许多重要的化学反应中发挥着重要作用。

贵金属复杂物则由多个金属原子组成,通常发挥更多的化学反应。

基于反应物的特性,贵金属催化反应的分类大概可以分为以下六种:(1) 加氢反应:氢气在光或超声波等刺激下,是通常受限的,然而对于贵金属催化反应,光或超声波的耦合没有太多必要。

光催化材料的研究与进展

光催化材料的研究与进展

光催化材料的研究与进展洛阳理工学院 吴华光 B08010319 摘要 : 光催化降解污染物是近年来发展起来的一种节能、高效的绿色环保新技 术.它在去除空气中有害物质 ,废水中有机污染物的光催化降解 ,废水中重金属污 染物的降解,饮用水的深度的处理,除臭,杀菌防霉等方面都有重要作用,但是 作为新功能材料,它也面临着很多局限性:催化效率不高,催化剂产量不高,有 些催化剂中含有有害重金属离子可能存在污染现象。

但是我们也应当看到他巨大 的发展潜力和市场利用价值,作为处理环境污染的一种方式,它以零二次污染, 能源消耗为零, 自发进行无需监控等优势必将居于污染控制的鳌头。

本文介绍了 一些关于光催化研究的制备与发展方向的思考,光催化正在以 TiO 2,ZnO 为主 导多种非重金属离子掺杂,趋于多样化的制备方法方向发展。

关键字 :光催化 催化效率正文:光催化 (Photocatalysis )是一种在催化剂存在下的光化学反应,是光化学与催 化剂的有机结合,因此光和催化剂是光催化的必要条件。

“光催化 ”定义为:通过 催化剂对光的吸收而进行的催化反应 (a catalytic reaction involving light absorption by a catalyst or a substrate 。

) 氧化钛(TiO 2 )具有稳定的结构、优良的光催化性能及 无毒等特点,是近年研究最多的光催化剂,但是,TiO 2具有大的禁带宽度,其值为 3.2 eV ,只能吸收波长 A ≤387 11111 的紫外光, 不能有效地利用太阳能, 光催化或能量转换效率偏低, 使它的应用受 到限制。

因此, 研制新型光催化剂、 提高光催化剂的催化活性仍是重要的研究课 题 [1] 。

复合掺杂不同半导体, 利用不同半导体导带和价带能级的差异分离光生载 流子,降低复合几率,提高量子效率,成为提高光催化材料性能的有效方法 [2-5] 。

铂在半导体的应用

铂在半导体的应用

铂在半导体的应用引言:铂是一种重要的贵金属,具有优异的化学稳定性和导电性能,因此在半导体行业中有着广泛的应用。

本文将从铂在半导体材料制备、器件制造和半导体测试等方面介绍铂的应用。

一、铂在半导体材料制备中的应用1. 铂作为催化剂铂具有良好的催化活性,可以用于半导体材料的制备过程中。

例如,铂可以作为催化剂在气相沉积过程中促进硅薄膜的生长。

此外,铂还可以作为催化剂用于半导体材料的氧化、还原反应等。

2. 铂作为电极材料在半导体材料的制备中,铂常用作电极材料。

铂电极具有良好的导电性和化学稳定性,能够有效地提供电流或收集电荷。

在半导体材料的制备过程中,铂电极可以用于电化学腐蚀、电沉积等工艺。

二、铂在半导体器件制造中的应用1. 铂作为接触材料在半导体器件制造中,铂常用作接触材料。

由于铂的高导电性和稳定性,它可以作为电极与半导体材料之间的接触层,确保良好的电子传输和接触质量。

例如,在MOSFET器件中,铂电极可以用于与半导体材料之间的接触。

2. 铂作为热敏材料铂的电阻随温度的变化呈线性关系,因此被广泛应用于半导体器件的热敏电阻中。

通过测量铂电阻的变化,可以准确地获取环境温度或器件温度的信息。

铂热敏电阻在温度传感器、温度补偿等领域有着重要的应用。

三、铂在半导体测试中的应用1. 铂作为电极探针在半导体测试中,铂常被用作电极探针。

通过将铂电极与待测试的器件相连,可以测量器件的电性能参数,如电阻、电流等。

铂电极具有良好的导电性和稳定性,可以提供可靠的电性能测试。

2. 铂作为温度标定材料由于铂具有良好的温度特性,因此被广泛应用于半导体测试中的温度标定。

通过使用铂电阻作为温度标定参考,可以准确地测量和控制半导体器件的温度,保证测试结果的准确性和可靠性。

结论:铂在半导体行业中有着广泛的应用,包括在半导体材料制备、器件制造和半导体测试等方面。

作为催化剂和电极材料,铂可以促进半导体材料的生长和电子传输;作为接触材料和热敏材料,铂可以保证器件的稳定性和可靠性;作为电极探针和温度标定材料,铂可以提供准确的测试结果。

半导体光催化剂应用研究

半导体光催化剂应用研究

半导体光催化剂应用研究摘要:半导体光催化氧化技术是一项新型的现代水处理技术,利用半导体光催化剂对多种有机物进行分解降解,具有广泛的应用前景。

本文针对半导体光催化剂的研究与开发现状进行了简要总结,并对当前存在的问题及未来的发展方向进行了概括性的分析。

文章涵盖了近几十年在光催化研究领域取得的一些重要成果,包括光催化作用机理、各种光催化剂的类型、对TiO2半导体光催化剂实现改性的方法,以及光催化剂的固定化等方面的内容。

最后,还指出了目前存在的问题,并展望了未来研究的趋势。

关键词:光催化剂;半导体光催化;光催化机理一、引言光催化剂是光催化过程的关键组成部分,光催化剂的活性和固定化对于光催化技术的实际应用至关重要。

当前,在多相光催化研究中,主要采用的光催化剂大多是半导体材料。

当半导体材料的光催化特性被发现后,就开始对各种半导体光催化剂进行活性测试,并对其进行改性研究。

在半导体光催化剂的研究中,利用了一系列表征和检测手段,包括电子顺磁共振、激光闪光光解、X射线衍射、X射线光电子谱、透射电子显微镜等,来研究影响催化剂性能的因素;同时采用了多种制备方法,如溶胶-凝胶法、化学气相淀积法、等离子体气相淀积法、超声雾化-热解等,涵盖多个学科领域并应用多种技术。

本文对半导体光催化剂的作用原理和改性研究进行了综述。

二、光催化剂研究现状目前,光催化剂的研究已经取得了一些重要进展。

常见的单一化合物光催化剂为金属氧化物或硫化物半导体材料。

半导体材料是目前应用最广泛的光催化剂,如二氧化钛(TiO2)、铁酸铋(BiFeO3)等。

学者们通过改变材料结构、掺杂其他元素或合成纳米结构来提高光催化活性。

除了半导体材料,还有一些非半导体光催化剂也受到关注,如金属有机骨架材料(MOFs)、光敏染料等。

这些催化剂具有较高的吸光性能和光电转化效率,在有机合成等领域具有潜在应用价值。

研究者们通过表面修饰、负载其他催化剂、调控晶体结构等方法,不断努力提高光催化剂的活性。

高纯贵金属靶材在半导体制造中的应用与制备技术

高纯贵金属靶材在半导体制造中的应用与制备技术

高纯贵金属靶材在半导体制造中的应用与制备技术何金江;陈明;朱晓光;罗俊锋;尚再艳;贺昕;熊晓东【摘要】High-purity Au, Ag, Pt, Ru precious metals and alloys material targets make a very important role in semiconductor manufacturing. Purifying of raw materials, fabricating of high performance target (melting casting, thermal mechanical processing, powder sintering and bonding, etc.), recycling and refining of spent precious materials are important processes for precious metal target product development and application.%高纯 Au、Ag、Pt、Ru 贵金属及其合金溅射靶材是半导体 PVD 工艺制程中的溅射源材料,广泛用于半导体制造工艺中,成为保证半导体器件性能和发展半导体技术必不可少及不可替代的材料。

材料的高纯化、高性能贵金属及其合金靶材的制备(金属熔铸、热机械处理、粉末烧结、焊接等)以及贵金属靶材残靶及加工余料残屑的提纯回收利用是研究发展的重点,以实现贵金属靶材产品的高效增值。

【期刊名称】《贵金属》【年(卷),期】2013(000)0z1【总页数】5页(P79-83)【关键词】金属材料;半导体;溅射靶材;高纯;金;银;铂;钌【作者】何金江;陈明;朱晓光;罗俊锋;尚再艳;贺昕;熊晓东【作者单位】北京有色金属研究总院有研亿金新材料股份有限公司,北京102200;北京有色金属研究总院有研亿金新材料股份有限公司,北京 102200;北京有色金属研究总院有研亿金新材料股份有限公司,北京 102200;北京有色金属研究总院有研亿金新材料股份有限公司,北京 102200;北京有色金属研究总院有研亿金新材料股份有限公司,北京 102200;北京有色金属研究总院有研亿金新材料股份有限公司,北京 102200;北京有色金属研究总院有研亿金新材料股份有限公司,北京 102200【正文语种】中文【中图分类】TG146.3随着电子信息和新兴高技术产业的发展,薄膜科学应用日益广泛。

催化制氢的发展现状

催化制氢的发展现状

催化制氢的发展现状
催化制氢是一种使用催化剂来加速氢气产生反应的方法。

它是一种可持续的制氢技术,可以通过多种原料如天然气、生物质、水等来产生氢气。

催化制氢的发展正在取得一系列重要进展。

以下是一些关键的发展现状:
1. 催化剂研究:研究人员正在不断开发新型的催化剂,以提高制氢反应的效率和选择性。

例如,铂、钯、铑等贵金属催化剂被广泛用于催化制氢反应,但高成本限制了其大规模应用。

因此,研究人员正在寻找更廉价、高效的催化剂替代品,如非贵金属催化剂、过渡金属氧化物等。

2. 光催化制氢:光催化制氢是一种利用光能来促进制氢反应的技术。

研究人员正在开发新型的光催化剂,以提高光催化制氢的效率和稳定性。

例如,半导体材料如二氧化钛(TiO2)和氧化锌(ZnO)被广泛研究,它们可以吸收光能并在催化剂表面产生电子-空穴对,从而促进水分解反应生成氢气。

3. 电催化制氢:电催化制氢是一种利用电能来促进制氢反应的技术。

研究人员正在研究新型的电催化剂,以提高电催化制氢的效率和稳定性。

例如,金属合金催化剂、有机催化剂和无机催化剂等被广泛研究。

4. 催化剂载体:催化剂载体是催化剂的载体材料,它可以提高催化剂的稳定性和活性。

研究人员正在探索新型的催化剂载体材料,如碳纳米管、氧化铝、氧化锆等,以提高催化制氢的效率和稳定性。

总的来说,催化制氢的发展正朝着更高效、更稳定、更廉价的方向发展。

这将为氢能产业的发展提供更可持续、环保的解决方案。

金属的光电化学方法防腐蚀原理及研究进展

金属的光电化学方法防腐蚀原理及研究进展

定稿日期:2005212210基金项目:国家自然科学基金(20373062)作者简介:张鉴清,1948年生,男,博士生导师,研究方向为电化学金属的光电化学方法防腐蚀原理及研究进展张鉴清1,2 冷文华1 程小芳1 刘东坡1(11浙江大学化学系杭州310027;21金属腐蚀与防护国家重点实验室沈阳110016)摘要:自上世纪70年代以来,半导体特别是TiO 2光电催化反应在诸多领域应用引起了广泛研究.近年来研究表明它可用于金属的阴极保护.文中对金属的光电化学方法防腐蚀的化学原理及研究现状进行了简要介绍.关键词:光电化学 半导体 阴极保护 腐蚀中图分类号:X78 文献标识码:A 文章编号:100524537(2006)03201882051前言金属腐蚀是指其在各种环境条件下发生的破坏和变质.在常温下,绝大部分的金属腐蚀是通过电化学腐蚀的途径进行的[1].金属腐蚀遍及国民经济各部门,给国家经济带来巨大损失.因此,积极探索材料防腐蚀新方法,做好腐蚀与防护工作,是一个具有重要现实意义的课题.在许多金属或合金如不锈钢表面通常会形成一层不超过几十个纳米厚的具有半导体性质的钝化膜[2],在一定的程度上它可起到耐蚀作用.但这种半导体氧化膜在一定的条件下如碱性介质中是光活性的,易发生光腐蚀.最近Ohko 等[3]报道了利用紫外光照不锈钢表面的TiO 2,使其电位负移,当该电位比金属腐蚀电位更负时,就像采用阴极保护一样,使不锈钢更具耐蚀性,而且光生电压在很长时间内不会完全消失.研究表明采用类似的方法,其它金属如碳钢[4~6]、Cu [7~10]在一定的条件下也可实现光致阴极保护.由于半导体涂层如TiO 2化学稳定性好,不易发生光腐蚀;与Zn 等牺牲阳极不同的是在光阴极防腐蚀过程中并不牺牲,理论上具有很长的使用寿命,而且涂层价格比较低廉,故该方法具有潜在的应用前景.尽管人们对半导体光电化学进行了多年的研究并取得了很大的进展,但它用于光阴极保护是近年来才开始研究的.最近,沈嘉年等[11]很好地综述了TiO 2薄膜的光电效应在金属防腐蚀中的应用,但他们对其光电化学叙述较少.本文结合光电化学的最新研究进展,对金属的光电化学防腐蚀原理、影响因素及研究现状进行了简要介绍,旨在为从事该交叉领域的研究工作者提供借鉴.2金属的光电化学防腐蚀原理当用能量高于半导体吸收阈值的光照射半导体时,半导体的价带电子发生带间跃迁,即从价带跃迁到导带,从而产生电子e -和空穴h +(图1a ).光生电子—空穴对在空间电荷层电场的作用下,空穴被迁移到半导体粒子表面与溶液中的电子供体发生氧化反应[12,13],而电子向电极基底运动并通过外电路到达金属对电极,从而使金属的腐蚀电位负移,自腐蚀电流密度减小,实现阴极保护.光激发产生的电子和空穴至少经历以下途径:载流子的扩散、俘获、复合和界面电荷的传递.其中最主要的是捕获和复合两个相互竞争的过程.从动力学的观点来看,上述各步骤快慢不尽相同.一般认为,电极表面空穴转移速率为快步骤,光生电子在向基底输送过程中至少发生体相复合(J br )、空间电荷层复合(J dr )、表面态复合(J ss )、直接电荷转移(J et )和隧道转移(J tun )等过程(图1b ).总的复合电流(J 0)等于单个步骤电流之和,即J 0=J et +J tun +J ss +J dr +J br .光照时,由于光生载流子的复合而降低了外电流输出.值得指出的是,当光电极为纳米多孔时,由于颗粒内外电位差很小,能带是不弯曲的(图1c ),光生载流子分离效率主要依赖于其界面电荷转移速率差决定[14].3影响光电化学方法防腐蚀的因素311半导体种类和性质[12,14,15]通常以n 型半导体为催化剂,包括TiO 2、ZnO 、CdS 、WO 3和Fe 2O 3等.合适的光催化剂必须满足以下几个方面的条件:首先是半导体表面能带边缘的相对位置,对价带来说,它必须至少能促使水或OH -的氧化,故其标准电位应高于+2185V (相对标准氢电位);对导带来说,它必须比氧还原标准电第26卷第3期2006年6月 中国腐蚀与防护学报Journal of Chinese Society for Corrosion and Protection Vol 126No 13J un 12006Fig.1(a)Schematic diagram of semiconductor photoelectrochemical anticorrosion of metal and(b)various types of recombination pathways for an n-type semiconductor/liquid junction.J et is the current caused by electron transfer over the potential barrier from the semiconductor to the redox acce ptors in the solution.J tun describes the majority carrier tunneling current through the potential barrier.Recombination due to the surface states near the interface results in J ss,while recombination in the de pletion and bulk regions produces J dr and J br,respectively.Both J et and J tun are currents requiring injection of majority carriers from the semiconductor,hence majority carrier recombination currents.On the other hand,J ss,J dr and J br are currents due to minority carrier recombination process,since holes are injected into the semiconductor for the recombination to occur and(c)schematic di2 agram of the energy band in nanoporous semiconductor thin film位更负(如果氧是电子受体的话),这样才能使氧化还原反应有效进行;其次是半导体必须稳定,即不会发生光腐蚀;另外从实际应用角度考虑,它的成本低廉.理论分析和大量实验表明,目前能满足上述要求的催化剂只有少数半导体(如TiO2).正是由于TiO2的高活性和光化学性质均十分稳定,且无毒价廉、货源充足,故成为光催化领域中的常用催化剂.光催化剂的性能是半导体表面光学特性和表面化学状态耦合的结果.TiO2的光催化性能主要由以下几个方面决定:(1)催化剂的粒径.催化剂粒子越小,体系的比表面大,反应面积就大,反应速率和效率就大;粒径越小,光生载流子容易迁移到粒子表面,电子与空穴的简单复合几率就越小,光催化活性就越高.当半导体颗粒达到几个至几十个纳米时,半导体的载流子限制在一个小尺寸的势阱中,在此条件下,导带和价带能级变成分离的能级,因而能带隙增大,吸收光谱阈值向短波方向移动,出现尺寸量子效应,此时粒子称为量子化粒子.由于尺寸量子效应,使半导体导带移向更负的电位而价带移向更正的电位,这势必加强半导体光催化剂的氧化还原能力,提高光催化剂活性;同时空穴的氧化速率增大,可减小表面空穴的积累,光阳极腐蚀减少,催化剂的稳定性增大.由于尺寸效应能通过调节半导体的粒径来控制半导体的能隙大小和能带的位置,它将对光催化反应带来重大的影响.(2)催化剂的表面状态.表面应有一定数量的羟基基团,通过该基团可有效捕获光生空穴,从而可抑制光生载流子的简单复合.(3)催化剂的晶型.TiO2粉末晶体结构有金红石、锐钛型、板钛矿和无定型4种.用来光催化反应的主要是锐钛型和金红石两种晶型.通常情况下,金红石的比表面积小,反应物在其表面吸附亦较少,锐钛型催化活性优于金红石型.实验证明,具有高光催化活性的TiO2多数为两种晶型的混合物(不是简单的混合),如Degussa P-25就是由两种晶型组成.其它如孔隙率、表面水合状态、退火预处理等都是影响光催化剂活性的因素.312溶液组成[12,15~18]溶液p H的改变将使TiO2表面荷电及能带边缘位置,例如升高p H值通常使氧化物半导体平带电位和导带边缘负移,能带弯曲程度增大;同时可能使一些溶液的氧化还原电位发生变化,改变了电荷转移的驱动力.另外溶液p H值还可能会影响有机物的吸附,改变电极表面状态,从而影响反应速率.文献中研究了在304不锈钢表面涂覆TiO2膜的试样在不同p H值溶液中的电极电位,结果表明随着p H值增大,光电压负移,对金属的防腐蚀效果会增强;p H值对碳钢/TiO2涂层和Cu/TiO2涂层体系的光电压也有相似影响.所以溶液p H值是光电化学反应的一个重要控制参量.如果溶液中存在电子受体特别是溶解氧,它可能捕获光生电子(参见图1b,J et),抑制光生载流子的复合,但输出光电流减小.313光强用于半导体载流子激发的光子能量必需大于半9813期张鉴清等:金属的光电化学方法防腐蚀原理及研究进展 导体的禁带宽度E g,锐钛型TiO2的E g为312eV,所需入射光的最大波长为38715nm,金红石由于禁带宽度略小,为310eV,所需最大波长为413nm[15].实验研究中一般采用波长为300nm~400nm的光,高压灯、黑光灯、紫外杀菌灯和氙灯等均能满足要求.太阳光到达地面的紫外光不到10%,从能量利用角度来看,利用太阳能实现材料的光电化学防腐蚀具有非常诱人的前景.入射光的强度和半导体的光吸收直接影响光生电子数,光强越高,光电子数越多,电极准费米能级越高,光电压愈高,同时光生载流子的复合速率可能更大.换句话说,光强大,并不一定都有效,所以实际应用中应考虑光强(光电流)与金属的腐蚀电流密度相匹配问题.4提高半导体光电转换效率的途径[13,15~19]光生载流子的分离效率是光催化技术的关键部分,它们的高低决定了光催化技术效率的高低.所以从光催化出现以来,人们在提高催化剂效率方面做了大量的工作并取得了明显的进展.提高半导体催化效率的途径有很多,其中用得较为普遍的有半导体改性和复合半导体等.411半导体改性在光催化剂表面担载高活性的贵金属、金属和金属氧化物如Pt、Au、Pd、Ru等,可有效防止电子—空穴的简单复合.其中表面载铂研究最多.当半导体表面和金属接触时可形成肖特基势垒,它成为俘获光生电子的有效陷阱,延长了载流子的复合寿命;此外,贵金属还起到降低还原反应的超电势,从而可提高光催化活性.实验研究发现只有一些特定的金属离子掺杂有利于提高光量子效率,多数金属离子的掺杂反而是有害的.总的说来,对于其作用机理分析还欠缺,研究还处于一个试探阶段.从化学观点看,金属离子掺杂可能在半导体晶格中引入了缺陷位置或改变结晶度等,从而影响电子—空穴对的复合,如成为电子或空穴的陷阱而延长其寿命,或成为电子—空穴的复合中心而加快了复合.目前采用非金属如N[20]、C[21]和F[22]掺杂受到重视,主要是用来拓宽催化剂的光谱响应范围.412复合半导体将两种不同的半导体粒子联结起来就成为一种夹心结构的半导体胶体,一边为能带隙较小的半导体,一边为能带隙较大的半导体.70年代就提出了半导体-半导体复合概念,但直至90年代才应用到光催化领域.由于复合半导体更有利于光生载流子的分离,因而,近年来对复合半导体尤其是二元半导体类型进行了许多研究,如TiO2-SnO2、TiO2-WO3等.这些复合半导体几乎都表现出高于单个半导体的光催化性质.二元半导体活性的提高可归因于不同能级半导体之间光生载流子的输运和分离.以TiO2-SnO2复合体系为例(图2),当用足够能量的光照射时,TiO2和SnO2同时发生带间跃迁,由于导带和价带能级的差异,SnO2的带隙E g=318eV, TiO2的带隙E g=312eV,在p H=7时,SnO2的导带E CB=0V(vs N HE),低于TiO2的导带E CB= -015V(vs N HE),所以光生电子聚集在TiO2的导带,而空穴则聚集在SnO2的价带,光生载流子得到分离,从而提高了量子效率.另一方面,当光量子能较小时,只有TiO2发生带间跃迁,TiO2中产生的激发电子输运至SnO2的导带而使得光生载流子分离[23].值得注意的是,只有两种半导体耦合起来才能表现出上述性质,如果是相互包裹,如TiO2包裹SnO2,则完全不会产生电荷分离效率的提高.此外,复合半导体如TiO2/CdS激发波长可延伸至较大范围[24],从而可充分利用光能.这也使得复合半导体具有更大的应用前景.5光电化学方法防腐蚀的研究现状511阴极材料光催化技术是当今研究热点之一,近年来半导体光催化技术开始用于金属的光电化学防腐蚀.日本在这方面研究较早.总体来说该领域还主要处于探索阶段,即探讨常见金属的光致阴极保护的可行性,对光阳极的筛选研究较少,主要局限于TiO2光催化剂.下面就这两方面情况作一以简要介绍.上世纪90年代中期Tsujikawa等较早报道了Fig.2Diagram illustrating the principle of charge separation in a TiO2/SnO2coupled semiconductor091中国腐蚀与防护学报第26卷TiO2涂层在紫外光照下可阴极保护金属Cu[7]、不锈钢[25]和碳钢[26,27].随后有人报道了TiO2在紫外光或γ射线的照射下可实现不锈钢的光致阴极保护[3].Leng等采用镍载TiO2光催化降解有机污染物的同时无意中发现了载体镍不易腐蚀[16].2001年Fujishima研究组对它的机理作了详细解释,实验证明TiO2涂层对304不锈钢不仅具有较好的防腐蚀效果,而且具有自洁净功能[3].这对于户外不锈钢材料的装饰效果具有吸引力.值得一提的是,Choi 等[6]详细研究了TiO2对碳钢光电化学防腐蚀的影响因素和机理.他们还发现即使没有有机物的情况,水作为电子供体可以实现碳钢防腐蚀.他们还提出利用催化剂阳极-金属阴极耦合可能实现地下金属的远程光保护,不过并未实验证明.国内沈嘉年等发现采用阳极氧化法制备的氧化钛亦可光致阴极保护碳钢,同时发现无紫外光照时,氧化钛-碳钢耦合体系加速了碳钢的腐蚀[28].总之,目前金属的光致阴极保护还局限在腐蚀电位比较正,腐蚀电流密度比较小的金属材料上,我们曾尝试X70管线钢光阴极保护,有一定的效果,但实验条件比较苛刻,详细结果正在探索中.512光阳极选择如前所述,光阳极的选择主要还局限于TiO2光催化剂.这可能与其效率和稳定性较高有关.最近有人尝试采用SnO2[8]、ZnO[6]和Sr TiO3[4]等宽禁带半导体为光阳极并取得了较好的结果.从热力学的角度看,宽禁带半导体特别是导带边缘电位比较负的催化剂有望对腐蚀电位比较负的金属实现光保护.复合半导体如SnO2-TiO2可提高光电转换效率.Subasri等发现采用SnO2-TiO2=1∶1时具有较佳的光电流,并且复合半导体具有光致储能效果,即使在光照停止数小时后对Cu还具有保护作用[10]. TiO2-WO3电极在光照停止一定时间后对金属也具有缓蚀作用[29].这种储能作用对于金属即使在无光照条件下也可实现缓蚀具有重要的意义.6结束语尽管半导体光电化学研究进行了数十多年的研究,但该技术用于金属的光致阴极保护是近几年才受到重视的.该技术的最大特点是在常温和常压下,只利用催化剂、光、空气和水就能实现,而且从长远的观点来看,它将可利用取之不尽的太阳光能.因而,在腐蚀与防护领域显示出非常诱人的应用前景.该技术的关键部分是阳极,即其光生载流子的分离效率问题,但与传统的光催化在环境领域的应用具有很多不同之处,需要进一步系统深入研究.宽禁带半导体只能吸收紫外光,而太阳光中这部分光能却不到5%,所以如何扩展催化剂的光谱利用范围并以太阳能为光源在自然环境条件下实现户外不锈钢等金属的防腐必将具有重要的理论和实践意义.可以预见,提高光电转换效率及拓宽催化剂的光谱响应范围是该技术走向实用化的关键.另外开发光致储能电极也是一个重要课题.参考文献:[1]Cao C N.Corrosion Electrochemistry[M].Beijing:Chemical Indus2try Press,1994(曹楚南.腐蚀电化学[M].北京:化学工业出版社,1994)[2]Lin Z H.Application of photocurrent spectrum technology in the re2search of metal oxide[J].Mater.Prot.,1990,23(11):4-7(林仲华.光电流谱技术在金属氧化膜研究中的应用[J].材料保护,1990,23(11):4-7)[3]Ohko Y,Saitoh S,Tatsuma T,et al.Photoelectrochemical anticor2rosion and self-cleaning effects of a TiO2coating for type304 stainless steel[J].J.Electrochem.Soc.,2001,148(1):B24-B28 [4]Ohko Y,Saitoh S,Tatsuma T,et al.Photoelectrochemical anticor2rosion effect of Sr TiO3for carbon steel[J].Electrochem.Solid State Lett.,2002,5(2):B9-B12[5]Huang J,Shinohara T,Tsujikawa S.Effects of interracial iron ox2ides on corrosion protection of carbon steel by TiO2coating under il2 lumination[J].Zairyo-to-K ankyo,1997,46:651-661[6]Hyunwoong P,Kyoo-Y oung K,Wonyong C.Photoelectrochemicalapproach for metal corrosion prevention using a semiconductor pho2 toanode[J].J.Phys.Chem.B,2002,106:4775-4781[7]Yuan J,Tsujikawa S.Characterization of so1-gel derived TiO2coating and their photoeffects on copper substrates[J].J.Elec2 trochem.Soc.,1995,142(10):3444-3450[8]Subasri R,Shimohara T.The applicability of SnO2coating for cor2rosion protection of metals[J].Electrochem.Solid State Lett., 2004,7(7):B17-B20[9]Subasri R,Shimohara T,Mori K.TiO2-based photoanodes for ca2thodic protection of copper[J].J.Electrochem.Soc.,2005,152(3):B105-B110[10]Subasri R,Shimohara T.Investigation on SnO2-TiO2compositephotoelectrodes for corrosion protection[J]2 mun.,2003,5:897-902[11]Wu P F,Li M C,Xiao M Q,Liu D,Shen J N.Application of pho2toelectric effect of TiO2films for corrosion prevention of metals [J].Corros.Sci.Prot.Technol.,2005,17(2):104-106(武朋飞,李谋成,肖美群,刘冬,沈嘉年.TiO2薄膜的光电效应在金属防腐蚀中的应用[J].腐蚀科学与防护技术,2005,17(2):104-106)[12]Hoffman M R,Martin S T,Choi W,et al.Environmental applica2tion of semiconductor photocatalysis[J].Chem.Rev.,1995,95:69 -96[13]Peter L M.Dynamics aspects of semiconductor photoelec21913期张鉴清等:金属的光电化学方法防腐蚀原理及研究进展 trochemistry[J].Chem.Rev.,1990,90:753-769[14]Hagfeldt A,Graetzel M.Light-induced redox reactions innanocrystalline systems[J].Chem.Rev.,1995,95:49-68 [15]Leng W H.Photocatalytic and synergetic photoelectrocatalyticdegradation of two aromatic amines over immobilized titanium dioxide[D].Hangzhou:Zhejiang University,2000(冷文华.固定态二氧化钛光催化和光电协同催化降解两种芳香胺[D].杭州:浙江大学,2000)[16]Leng W H,Liu H,Cheng S A,et al.K inetics of photocatalyticdegradation of aniline in water over TiO2supported on porous nickel[J].J.Photochem.Photobiol A:Chem.,2000,131:125-132[17]Leng W H,Zhang Z,Zhang J Q.Photoelectrocatalytic degradationof aniline over rutile TiO2/Ti electrode thermally formed at600℃[J].J.Mol.Catal A:Chem.,2003,206:239-252[18]Leng W H,Zhang Z,Zhang J Q,Cao C N.Investigation of the ki2netics of TiO2photoelectrocatalytic reaction involving charge trans2 fer and recombination through surface states by electrochemical impedance spectroscopy[J].J.Phys.Chem.B,2005,109:15008-15023[19]Shen P,Cao J L,Leng W H,Wang J M.Preparation,microstruc2ture and photoelectrochemical properties of Co doped titanium ox2 ide electrodes[J].Chin.J.Chem.Phy.,2003,16(4):307-311(谌攀,曹江林,冷文华,王建明.掺钴氧化钛电极的制备、表征及其光电性能[J].化学物理学报,2003,16(4):307-311) [20]Asahi R,Morikawa T,Ohwaki T,et al.Visible-light photocataly2sis in nitrogen-doped titanium oxides[J].Science,2001,293:269 -271[21]Shahed U,Khan M,Al-Shahry M,et al.Efficient photochemicalwater splitting by a chemical modified n-TiO2[J].Science,2002,297:2243-2245[22]Yu J C,Yu J G,Ho W K,Jiang Z T,Zhang L Z.Effects of F-doping on the photocatalytic activity and microstructures of nanocrystalline TiO2powders[J].Chem.Mater.,2002,14(9): 3808-3816[23]Shi J Y,Leng W H,Cheng X F,et al.Photocatalytic oxidation ofmethyl red by TiO2in a photoelectrochemical cell[J].Acta Phys.Chin.Sin.,2005,21(9):971-976(施晶莹,冷文华,程小芳等.TiO2光电化学电池催化氧化甲基红[J].物理化学学报,2005,21(9):971-976)[24]G opidas K R,Bohorquez M,K amat P V.Photophysical and photo2chemical aspects of coupled semiconductors:charge-transfer pro2 cesses in colloidal cadmium sulfide-titania and cadmium sulfide-silver(I)iodide systems[J].J.Phys.Chem.,1990,94(16):6435 -6440[25]Fujisawa R,Tsujikawa S.Photo-protection of304stainless steelwith TiO2coating[J].Mater.Sci.Forum.,1995,185-188:1075 -1081[26]Yuan J,Tsujikawa S.Photo-effect of sol-gel derived TiO2coat2ing on carbon steel in alkaline solution[J].Zairyo-to-K ankyo, 1995,44:534-542[27]Huang J,Shinohara T,Tsujikawa S.Protection of carbon steel fromatmospheric corrosion by TiO2coating[J].Zairyo-to-K ankyo, 1999,48:575-582[28]Li M C,Lou S Z,Wu P F,Shen J N.Photocathodic protection ef2fect of TiO2films for carbon steel in3%NaCl solutions[J].Elec2 trochim.Acta,2005,50:3401-3406[29]Tatsuma T,Saitoh S,Ohko Y,et al.TiO2-WO3photoelec2trochemical anticorrosion system with an energy storage ability [J].Chem.Mater.,2001,13:2838-2842PRINCIPL ES OF PH OT OE L ECTR OCHEMICAL APPR OACHFOR METAL ANTICORR OSION AN D CURRENT STATUSZHAN G Jianqing1,2,L EN G Wenhua1,CHEN G Xiaofang1,L IU Dongpo1(11Depart ment of Chemist ry,Zhejiang U niversity,Hangz hou310027;21S tate Key L aboratory f or Corrosion and Protection,S henyang110016)Abstract:There have been widely investigated on the application of semiconductor photoelectrochemical reaction since1972,particularly TiO2photocatalysis.In recent years it has been demonstrated that it can apply to the ca2 thodic protection for metal.In this paper the principles of photoelectrochemical approach for metal anticorrosion are briefly presented and it current status are reviewed.K ey w ords:photoelectrochemistry,semiconductor,cathodic protection,corrosion291中国腐蚀与防护学报第26卷。

贵金属催化剂的研究及应用

贵金属催化剂的研究及应用

贵金属催化剂的研究及应用第一章前言贵金属催化剂是指以贵金属为基本成分的催化剂。

贵金属催化剂的研究及应用,是催化化学领域的一个重要研究方向。

贵金属催化剂具有催化活性高、催化效率高、稳定性好、寿命长等优点,在生产和研究领域中具有广泛的应用前景。

第二章贵金属催化剂的研究贵金属催化剂的研究主要包括以下几个方面:1.贵金属催化剂的合成贵金属催化剂的制备方法主要包括物理方法和化学方法。

物理方法包括凝胶法、沉淀法、溶胶-凝胶法、蒸发量法等;化学方法包括共沉淀法、还原法、溶胶-凝胶法等。

2.贵金属催化剂的性质表征贵金属催化剂的性质表征主要包括分子结构、化学组成、晶体结构、表面形貌和表面性质等方面。

表征方法主要包括透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、氧化还原循环法(CV)等。

3.贵金属催化剂的催化性能测试贵金属催化剂的催化性能测试是指对催化剂进行的反应活性、选择性、稳定性等方面测试,以及对催化剂特性的结构-性能关系进行研究。

催化剂的测试方法主要包括流动反应器、固定床反应器、动态稳态法、微反系统等。

第三章贵金属催化剂的应用在生产和研究过程中,贵金属催化剂的应用领域非常广泛,如下所示:1.有机合成贵金属催化剂在有机合成领域中得到了广泛应用。

贵金属催化剂可以用于碳碳键和碳氮键的形成,如烯烃加成、环化反应、羰基化合物的加成和还原等。

2.医药领域贵金属催化剂在医药领域中得到了广泛应用。

贵金属催化剂可以用于制备化合物复杂、结构新颖的药物分子,如以金和铑催化合成含有C-C’键、C-N键和C-O键的天然产物和人工合成的化合物。

3.环保领域贵金属催化剂在环保领域中得到了广泛应用。

贵金属催化剂可以用于VOC的催化氧化、尾气处理、废水处理等。

在VOC的催化氧化中,铂基催化剂具有良好的催化活性和稳定性。

第四章总结贵金属催化剂在生产和研究过程中具有广泛的应用前景。

贵金属催化剂的研究主要包括贵金属催化剂的合成、性质表征和催化性能测试等方面;贵金属催化剂的应用包括有机合成、医药领域和环保领域等。

半导体技术月工作总结

半导体技术月工作总结

半导体技术月工作总结一、工作概述在这个月里,我们团队致力于提升半导体技术的研发和应用。

我们持续改进了生产流程,以提高效率并降低成本。

同时,我们也进行了一系列实验,以更好地理解并解决在半导体制造过程中遇到的问题。

二、主要工作内容1、流程优化:我们重新审视并优化了半导体制造的主要流程,包括晶圆制备、光刻、蚀刻、掺杂等步骤。

通过引入新的设备和技术,我们成功地提高了生产效率并降低了生产成本。

2、问题解决:在制造过程中,我们遇到了一些困难和挑战,比如光刻误差、蚀刻不均匀等。

我们通过收集数据、分析原因,并进行了多次实验,最终找到了解决问题的方法。

3、技术研发:我们进行了一些前沿的研发工作,包括新型半导体材料的探索、新的制造工艺的研究等。

这些工作为我们的未来工作奠定了坚实的基础。

4、培训和交流:我们参加了一些行业内的培训和交流活动,以提升我们的专业技能和行业认知。

我们也与行业内的一些专家进行了深入的交流,分享了我们的经验和知识。

三、工作成果1、生产效率提高:通过流程优化,我们的生产效率提高了20%,这极大地提高了我们的生产力。

2、成本降低:通过引入新的设备和技术,以及优化生产流程,我们成功地降低了生产成本15%。

3、问题解决:我们成功地解决了制造过程中遇到的问题,提高了产品的质量和稳定性。

4、技术研发:我们已经在新型半导体材料的探索和新的制造工艺的研究上取得了一些初步的成果。

5、培训和交流:通过参加培训和交流活动,我们的团队成员的专业技能和行业认知得到了提升。

我们也与行业内的一些专家建立了良好的关系,这将有助于我们的未来工作。

四、未来计划1、继续优化流程:我们将继续寻找并引入新的设备和技术,以进一步提高生产效率并降低生产成本。

2、推进技术研发:我们将继续进行新型半导体材料的探索和新的制造工艺的研究,以保持我们在行业内的领先地位。

3、加强培训和交流:我们将继续参加行业内的培训和交流活动,以提升我们的专业技能和行业认知。

新型电催化剂的开发和应用

新型电催化剂的开发和应用

新型电催化剂的开发和应用电催化剂是指能够促进电化学反应发生的物质,它们能够加速化学反应速率、降低活化能和改变反应途径,因此在燃料电池、电分解等领域有着广泛的应用。

然而,传统的电催化剂往往存在着稳定性差、成本高、效率低等问题。

为了克服这些问题并实现更好的应用效果,越来越多的研究者开始致力于新型电催化剂的开发和应用。

一、新型电催化剂的发展历程电催化剂的研究始于20世纪初期,起初主要采用贵金属催化剂,如铂、铑、钯等,这些催化剂具有良好的催化效果但成本高昂,因此限制了其广泛应用。

为了解决这一问题,研究者开始尝试寻找替代贵金属的廉价催化剂,如过渡金属、半导体复合材料等。

随着科技的不断进步,新型电催化剂的领域迅速扩展,并逐渐形成了多种新型电催化剂体系。

例如,碳基材料、金属有机框架、单原子催化剂、生物催化剂等。

这些新型电催化剂具有结构简单、成本低、催化效率高等优点,对于解决传统电催化剂存在的问题有着显著的作用。

二、新型电催化剂的应用在燃料电池领域,可通过新型电催化剂来优化电极反应,提高燃料电池的转换效率。

例如,采用碳基材料、单原子催化剂等可以提高电催化剂的稳定性和寿命,并实现高效催化燃料电池反应,使其具有更广阔的应用前景。

除了燃料电池,新型电催化剂在其他领域也有着重要的应用价值。

例如,在环境保护领域,通过电分解技术可将废水中的油污、重金属等高污染物清除,而新型电催化剂的使用既可以提高电分解效率,又能够减少对环境的二次污染。

正是由于新型电催化剂在实际应用中具有广阔的发展前景,因此相关技术的研究不断加强,并逐渐形成联合开发和供应链,为相关技术的推广提供了坚实的基础。

三、新型电催化剂的未来发展虽然新型电催化剂已经在多个领域得到了广泛应用,但其仍面临许多挑战和压力。

例如,新型电催化剂普遍存在催化反应效率低、结构不稳定的问题,而针对这些问题的解决方案尚未得到明确的确定。

未来,需要加强新型电催化剂的研究以解决其存在的问题,并开发出高效、稳定的新型电催化剂体系。

2024年钌市场需求分析

2024年钌市场需求分析

钌市场需求分析1. 引言钌是一种贵金属,具有优异的抗腐蚀性和催化性能,在电子、化工、能源等行业有着广泛应用。

本文将对钌市场需求进行分析,以揭示当前和未来的市场趋势。

2. 钌市场概述钌市场以供应链为基础,涵盖矿产开采、冶炼加工、产品研发和销售等环节。

目前,全球钌市场主要集中在亚洲地区,尤其是中国和韩国。

3. 钌市场需求分析3.1 电子行业需求钌在电子行业中应用广泛,尤其是在半导体制造和信息技术领域。

随着电子消费品和通信设备市场的快速发展,对钌的需求也在不断增长。

预计未来几年,电子行业对钌的需求将持续增加。

3.2 化工行业需求钌催化剂在化工行业中发挥着重要作用。

钌催化剂可以用于氧化反应、烃类转化和农药生产等过程中,具有高催化活性和选择性。

随着可持续化工技术的发展和环境保护要求的提高,对钌催化剂的需求将持续增加。

3.3 能源行业需求钌在能源行业中主要应用于燃料电池和太阳能电池等领域。

燃料电池作为一种清洁能源技术,对钌的需求量大且稳定。

同时,随着太阳能发电技术的进一步发展,对钌的需求也将不断增加。

4. 钌市场发展趋势4.1 新能源需求推动市场增长随着全球对清洁能源的需求不断增加,燃料电池技术和太阳能发电技术等领域将成为钌市场的主要增长驱动力。

预计未来几年,这些新能源领域对钌的需求将继续增长。

4.2 技术创新带来市场机遇技术创新在钌市场中起着重要作用。

随着科技的不断进步,新的钌应用领域将不断涌现,如半导体材料、光触媒和汽车催化剂等。

这些新的市场机遇将进一步推动钌市场的发展。

4.3 国际竞争日趋激烈中国和韩国等亚洲国家是全球钌市场的主要参与者,但随着其他国家和地区的发展,国际竞争将日趋激烈。

为了在竞争中保持优势,企业需要不断提升产品质量和技术水平。

5. 总结本文通过对钌市场需求的分析,揭示了电子、化工和能源行业对钌的需求正在增长,并介绍了钌市场的发展趋势。

企业应密切关注市场变化,及时调整战略,以抓住市场机遇,保持竞争优势。

铱系半导体材料的研究与应用

铱系半导体材料的研究与应用

铱系半导体材料的研究与应用随着人们对于电子元件的需求越来越高,半导体材料也变得愈发重要。

其中,铱系半导体材料作为一种新型材料,因其良好的电学性能、优异的光学性能和热电性能而备受关注。

在本文中,我们将探讨铱系半导体材料的研究与应用。

一、铱系半导体材料的定义铱系半导体材料是指以铱(Ir)为主要元素的半导体材料。

在自然界中,铱是一种极为稀有的贵金属,具有出色的耐腐蚀性和高温稳定性。

铱也是一种非常优秀的光催化剂,其催化效率比二氧化钛还要高。

铱所具有的这些性质,使得它在半导体材料中得到了广泛的应用。

二、铱系半导体材料的研究进展在过去的几十年里,铱系半导体材料的研究实现了从基础研究到应用研究的全面转型。

其中,最为重要的研究成果可概括为以下几个方面。

1. 材料的合成铱系半导体材料的合成方法有很多种,例如真空蒸发法、射频磁控溅射法、分子束外延法等。

不同的材料合成方法会对材料的性质产生影响。

因此,研究人员需要根据不同的应用需求来选择适合自己的材料。

2. 材料的表征表征是材料研究中非常重要的一个环节,通过不同的表征手段,研究人员可以得出材料的结构、形貌、物理性质等相关信息。

常用的材料表征方法包括扫描电镜、透射电镜、X射线衍射和拉曼光谱等。

3. 物理性质研究铱系半导体材料具有优异的物理性质,例如高载流子迁移率、高分子间电荷转移性质、近红外独特光学性质等。

有关铱系半导体材料的物理性质研究已成为研究重点之一。

在这方面,各个学科领域的研究人员都取得了诸多成果。

三、铱系半导体材料的应用由于铱系半导体材料所具有的电学性能、光学性能和热电性能,因此可以在很多领域应用。

以下是关于铱系半导体材料的一些典型应用。

1. 电子器件由于铱系半导体材料是一种优良的电子输运材料,因此可以被应用于电子器件制备中。

举例来说,锗(Ge)/氧化铝(Al2O3)/铱(Ir)三层结构的器件已被成功制备并应用于柔性电子器件、传感器、太阳能电池等领域。

2. 功能材料铱系半导体材料的热电性质良好,这使得它适用于制备热电器件。

贵金属钯催化剂的研究现状和发展前景_周春晖

贵金属钯催化剂的研究现状和发展前景_周春晖

综 述贵金属钯催化剂的研究现状和发展前景周春晖 李小年 葛忠华(浙江工业大学催化新材料研究室,浙江省多相催化重点实验室,杭州310014)摘要 按照反应类型介绍了现今化学工业中使用的贵金属钯催化剂;综述了国内外钯催化剂研究开发状况;阐明了近期及将来钯催化剂工业发展前景。

关键词 贵金属 钯 催化剂 综述 贵金属催化剂由于其无可替代的催化活性和选择性,在炼油、石油化工和有机合成中占有极其重要的地位。

贵金属钯具有优异的催化性能。

70年前,朗格缪尔,为CO在钯上的氧化确立了科学基础,以及70年代以来利用钯等贵金属催化剂的汽车尾气净化催化转化器,这些都是催化科学技术上的重大发现之一。

钯催化剂在石油化学工业中的应用甚至超过铂催化剂。

例如,石油精炼中的催化重整,烷烃、芳烃的异构化反应、脱氢反应,烯烃生产中的选择加氢反应,乙醛、醋酸乙烯、甲基丙烯酸甲酯等有机化工原料的生产均离不开钯催化剂。

此外,在各类有机化学反应中如氢化、氧化脱氢、氢化裂解、偶联、氢酯基化、一碳化学以及汽车尾气净化等反应中,钯是优良的催化剂,或是催化剂的重要组分之一。

1 钯催化反应在现今炼油、石油化工等工业催化反应中,有很多的钯催化反应,尤其是氢化反应中的选择加氢,以及氧化反应中选择氧化生产乙醛、醋酸乙烯、甲基丙烯酸甲酯,均广泛采用和开发钯催化剂。

对石油重整反应,钯也是常选取的催化剂组分之一。

在脱氢反应和异构化反应中,虽多数应用贵金属催化剂,但主要是Pt,直接用钯的不多。

1.1 氢化反应金属钯是催化加氢的能手。

在石油化学工业中,乙烯、丙烯、丁烯、异戊二烯等烯烃类是最重要的有机合成原料。

在聚合过程中,对烯烃类的纯度要求很高。

所以必须予以提纯。

由石油化工得到的烯烃含有炔烃及二烯烃等杂质,可将它们转化为烯烃除去。

由于形成的烯烃容易被氢化成烷烃,必须选择合适的催化剂来控制适宜的反应条件。

钯催化剂具有很大的活性和极优良的选择性,部分氢化选择性高,常用作烯烃选择性氢化催化剂。

铂在半导体中的应用

铂在半导体中的应用

铂在半导体中的应用铂是一种重要的贵金属元素,具有良好的化学稳定性和导电性能,因此在半导体领域有着广泛的应用。

本文将从不同角度探讨铂在半导体中的应用,包括铂作为电极材料、传感器材料和催化剂的应用。

铂作为电极材料在半导体器件中起着重要的作用。

由于铂具有优异的导电性能和化学稳定性,可以用作电极材料,用于半导体器件中的电流引导和信号传递。

例如,在微电子领域,铂电极常用于集成电路中的金属线路和接触点,用于连接不同的电子元件。

此外,在太阳能电池中,铂电极也被广泛应用,用于收集和传输电子。

铂电极的高导电性能和稳定性可以保证太阳能电池的高效转换和长寿命。

铂在传感器材料中的应用也非常重要。

传感器是一种能够将外界物理量转变为电信号的装置,广泛应用于环境监测、生物医学和工业自动化等领域。

铂具有优异的电化学性能和稳定性,使其成为一种理想的传感器材料。

例如,在氧气传感器中,铂被用作传感器的工作电极,通过测量氧气与铂之间的电化学反应产生的电流来确定氧气浓度。

此外,铂还广泛应用于氢气传感器、温度传感器等各种传感器中,用于测量不同的物理量,并将其转化为电信号。

铂还在催化剂领域有着重要的应用。

催化剂是一种能够提高化学反应速率的物质,常用于化学工业中的催化反应和汽车尾气净化等领域。

铂具有优异的催化活性和化学稳定性,使其成为许多催化反应的理想催化剂。

例如,在汽车尾气净化催化剂中,铂被用作催化剂的活性组分,可以有效地将有害气体转化为无害物质,减少对环境的污染。

铂在半导体中的应用非常广泛。

作为电极材料,铂可以用于半导体器件中的电流引导和信号传递;作为传感器材料,铂可以将外界物理量转化为电信号;作为催化剂,铂可以提高化学反应速率。

铂在半导体中的应用不仅提高了器件的性能和稳定性,也推动了半导体技术的发展。

随着科学技术的不断进步,相信铂在半导体中的应用将更加广泛和深入。

cvd技术沉积贵金属原理

cvd技术沉积贵金属原理

cvd技术沉积贵金属原理
CVD(Chemical Vapor Deposition)技术是一种将气体反应物质在固体表面上沉积形成薄膜的方法。

在CVD技术中,贵金属通常用作反应原料气体或催化剂。

贵金属的原理包括以下几个方面:
1. 反应气体选择:CVD技术中使用的反应气体通常含有贵金属的有机化合物,例如金属有机前驱体。

这些有机化合物在高温条件下分解,释放出金属原子或离子,用于沉积薄膜。

2. 气相反应:在CVD过程中,反应气体与基底表面发生气相反应。

贵金属原子或离子与基底表面上的活性官能团结合,形成贵金属薄膜。

3. 热解反应:贵金属有机前驱体在高温条件下发生热解反应,分解成金属原子或离子。

这些金属原子或离子在基底表面上发生表面扩散,最终沉积成薄膜。

4. 催化剂作用:贵金属在CVD过程中可以作为催化剂,促进反应气体的分解和沉积。

它可以提供表面活性位点,促进反应物质的吸附和反应。

总之,CVD技术中贵金属的沉积原理涉及反应气体选择、气相反应、热解反应和催化剂作用等方面,通过化学反应和热解反应将贵金属沉积到基底表面上形成薄膜。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
相关文档
最新文档