材料研究与应用2023，17（1）：136⁃141掺硼金刚石薄膜表面高分散镍纳米颗粒的制备王彩华1,2（1.江西科技师范大学材料与机电学院，江西南昌330013；2.江西科技师范大学/江西省材料表面工程重点实验室，江西南昌330013）摘要：化学气相沉积制备掺硼金刚石薄膜因具有电化学势窗口宽、化学稳定性高和抗污能力强等特征，在电化学领域中有广阔的应用前景。用高分散金属纳米颗粒对掺硼金刚石（BDD）薄膜进行表面修饰，可显著提高其比表面积和活性位点，提升掺硼金刚石薄膜的电化学性能。采用混合酸对掺硼金刚石薄膜进行表面改性，获得亲水性表面，继而生长镍金属框架材料（Ni-MOFs），热处理后获得镍纳米颗粒。借助接触角测定仪对薄膜表面终端进行分析，并通过扫描电子显微镜对纳米镍颗粒修饰的BDD薄膜进行表征。结果表明：BDD表面从以氢端基为主的H-BDD转变为以氧基团为主的O-BDD表面，接触角由70°减小为33.7°；纳米镍颗粒分散均匀，粒径大小为5—12nm，颗粒密度约为3.5×106cm−2。关键词：掺硼金刚石；薄膜；Ni-MOFs；表面改性；修饰；纳米颗粒中图分类号：TQ426.6文献标志码：A文章编号：1673-9981（2023）01-0136-06引文格式：王彩华.掺硼金刚石薄膜表面高分散镍纳米颗粒的制备［J］.材料研究与应用，2023，17（1）：136-141.WANGCaihua.PreparationofHighlyDispersedNickelNanoparticlesontheSurfaceofBoron-DopedDiamondFilms［J］.Ma⁃terialsResearchandApplication，2023，17（1）：136-141.掺硼金刚石（BDD）作为一种惰性电极，已经被广泛应用于电化学领域中。然而，化学惰性的表面与强抗污能力相结合，会导致电极表面对反应物有较弱的吸附特性，从而限制了BDD薄膜在电催化领域中的应用［1-4］。经研究发现［5］，电极的电化学势窗随着sp3碳比例的增加而变宽，这说明具有sp3碳结构的BDD电极要比sp2碳结构的石墨电极的表面活性更差。此外，基于热丝化学气相沉积（HFCVD）技术在甲烷/氢气混合气体环境中沉积BDD时，易在表面形成具有疏水性的H-BDD氢终端，其表面接触角高达110°［6］，降低了与其他物质之间的相互作用。Kondo［7］通过自主装法制备了c-AuNP修饰的BDD，但结果发现具有亲水性的c-AuNP并没有在H-BDD表面吸附。采用强氧化性酸煮沸［8］或热氧化［9］方法对BDD进行处理，其表面吸附的氢原子会逐渐被氧原子取代，最终转变为亲水的O-BDD氧终端。这样不仅可以增加表面反应活性，而且还有利于对其表面进行微纳米结构加工。金属有机框架...
