[發(fā)明專利]一種相變工程調(diào)控鐵基鈣鈦礦氧化物薄膜電催化活性的方法在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202011069054.5 | 申請(qǐng)日： | 2020-09-30 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN112144111A | 公開（公告）日： | 2020-12-29 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 黃傳威;張逸豪 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 深圳大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | C30B23/00 | 分類號(hào)： | C30B23/00;C30B29/22;C23C14/28;C23C14/08;C25B11/04;C25B1/04;C25B11/06;B01J23/745 |
| 代理公司： | 深圳市精英專利事務(wù)所 44242 | 代理人： | 李瑩 |
| 地址： | 518000 廣東*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 相變 工程 調(diào)控 鐵基鈣鈦礦 氧化物 薄膜 電催化 活性 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種相變工程調(diào)控鐵基鈣鈦礦氧化物薄膜電催化活性的方法，涉及電催化材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明利用脈沖激光沉積技術(shù)精確調(diào)控沉積過程中氧壓大小得到具有不同相結(jié)構(gòu)的SrFeO3?x(0x≤0.5)單晶薄膜，實(shí)現(xiàn)SrFeO3?x(0x≤0.5)單晶薄膜由SrFeO2.97(鈣鈦礦相，PV)到SrFeO2.5(鈣鐵石相，BM)的結(jié)構(gòu)相變，從而調(diào)控SrFeO3?x(0x≤0.5)單晶薄膜電極的電催化活性，以獲得高電催化活性的單晶薄膜，本發(fā)明具有制備方法簡單，成本低，易于控制，效率高，可操作性強(qiáng)，應(yīng)用面較廣等優(yōu)勢(shì)。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及電催化材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種相變工程調(diào)控鐵基鈣鈦礦氧化物薄膜電催化活性的方法。
背景技術(shù)
隨著化石燃料的逐漸消耗和減少，開發(fā)可持續(xù)利用的新能源是現(xiàn)代社會(huì)面臨的一個(gè)重大挑戰(zhàn)，氫能作為一種清潔環(huán)保，極具前景的新型能源正在大量投入使用，電解水產(chǎn)氫被認(rèn)為是目前最科學(xué)高效的方法。為提高反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，電解水過程中必須加入高效活性催化劑。貴金屬等合成類材料作為電催化劑雖然已經(jīng)成熟(如IrO2，RuO2，Pt，Au等)，但因其成本過高，含量較少限制了其大規(guī)模的商業(yè)化應(yīng)用。因此開發(fā)低成本、高效的新型電催化劑有著十分重要的意義。
近年來很多過渡金屬氧化物開始逐步取代貴金屬成為新型電催化劑的研究熱點(diǎn)，其中鈣鈦礦氧化物因其低成本、高活性、制備方法簡單和較強(qiáng)的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)在電催化領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力，最具代表性的新型催化劑當(dāng)屬Fe、Co、Ni型鈣鈦礦氧化物催化劑。目前對(duì)鈣鈦礦鐵酸鍶(SFO)電催化活性的調(diào)控主要集中在以粉末為基礎(chǔ)的元素組成、形貌特征、顆粒大小、氧空位等方面。特別是氧空位在整個(gè)電催化反應(yīng)的過程中扮演著重要角色，但基于微觀結(jié)構(gòu)下的氧通道對(duì)電催化活性的調(diào)控卻鮮有報(bào)道。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是背景技術(shù)中提到的一些缺陷，通過精細(xì)的微觀氧通道調(diào)控電催化活性，以提供一種相變工程調(diào)控鐵基鈣鈦礦氧化物薄膜電催化活性的方法。
為了解決上述問題，本發(fā)明提出以下技術(shù)方案：
本發(fā)明提供一種相變工程調(diào)控鐵基鈣鈦礦氧化物薄膜電催化活性的方法，用脈沖激光在襯底層上轟擊靶材，調(diào)整沉積過程中動(dòng)態(tài)氧分壓為1.0～30.0Pa，得到具有不同相結(jié)構(gòu)的SrFeO3-x(0x≤0.5)單晶薄膜，所述靶材為SrFeO2.97。
所述的不同相結(jié)構(gòu)是指SrFeO2.97(鈣鈦礦相，PV)到SrFeO2.5(鈣鐵石相，BM)的結(jié)構(gòu)相變，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)SrFeO3-x(0x≤0.5)薄膜電催化活性的調(diào)控。
其進(jìn)一步地技術(shù)方案為，脈沖激光沉積系統(tǒng)的腔體內(nèi)背底真空度小于2×10-5Pa，沉積溫度為600～800℃。
其進(jìn)一步地技術(shù)方案為，激光光源為KrF準(zhǔn)分子激光，激光波長為248nm，脈寬10ns，激光能量密度為1.0J/cm2～4.0J/cm2，頻率為1Hz～10Hz。
其進(jìn)一步地技術(shù)方案為，沉積過程中動(dòng)態(tài)氧分壓為5.0Pa時(shí)，得到SrFeO2.5單晶薄膜。
即沉積過程中的臨界動(dòng)態(tài)氧分壓為5Pa時(shí)，SrFeO3-x(0x≤0.5)單晶薄膜發(fā)生PV到BM的結(jié)構(gòu)相變，得到SrFeO2.5單晶薄膜。
其進(jìn)一步地技術(shù)方案為，所述SrFeO2.5單晶薄膜為鈣鐵石相結(jié)構(gòu)。
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