Điều khiển kích thước hạt nano đồng bằng phương pháp phân tách điện thế trong quá trình lắng đọng điện hóa

Tóm tắt

Tính đồng nhất về kích thước của các hạt nano đồng (Cu) đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao các tính chất ưu việt của Cu, phục vụ cho nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực công nghiệp khác nhau. Nghiên cứu này đề xuất một phương pháp đơn giản nhằm kiểm soát kích thước của hạt nano Cu trong hệ điện hóa lắng đọng, sử dụng đồng sunfat (CuSO₄) làm nguồn cung cấp ion Cu trong dung dịch điện ly LiClO₄. Động học điện hóa của quá trình tạo mầm và phát triển hạt Cu trên điện cực ITO được phân tích cẩn thận thông qua các phép đo LSV và CA, kết hợp với đặc trưng bề mặt bằng AFM. Tiếp theo, ảnh hưởng của điều kiện pH đến hệ số tách biệt giữa thế tạo mầm và thế phát triển được khảo sát, cho thấy giá trị pH = 2,7 mang lại sự phân tách tối ưu giữa hai giai đoạn này. Bằng cách thực hiện hai quá trình CA liên tiếp tại các thế tạo mầm và phát triển khác nhau, kích thước của các hạt nano Cu lắng đọng có thể được điều khiển thông qua việc điều chỉnh thời gian áp dụng thế phát triển trong hệ. Phương pháp lắng đọng điện hóa với điều kiện pH được tối ưu hóa mang lại cách tổng hợp hạt nano Cu đơn tán một cách đơn giản và hiệu quả, đồng thời hạn chế nguy cơ nhiễm bẩn từ các chất ổn định.