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聚碳酸酯表面紫外光照定位银催化化学镀制备金属微器件的研究

作　者: 周清华
导　师: 陈恒武
学　校: 浙江大学
专　业: 化学
关键词: 化学镀液高聚物微器件催化中心微电极紫外光照银催化金膜电极区域选择性选择性吸附
分类号: TQ320.673
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

近年来,利用化学镀法在高聚物表面金属化技术,因为其操作的简单性被广泛应用。随着微流控分析系统和微电子领域的快速发展,通过高聚物表面局部区域金属化制备金属微器件的工作引起越来越多人的关注。本文研究在高聚物基片上以区域选择性化学镀制备金属微电极的方法,技术和原理,并将用该法制备得到的金膜微电极应用于电化学物质的检测。全文共分两章:第一章,对高聚物表面金属化的发展以及通过区域化学镀技术在高聚物表面制备微器件的工作进行了评述。第二章,研究了以紫外光照定位与Ag~+活化相结合在聚碳酸酯(PC)表面制备金属微电极的方法,技术及相关原理。以30W低压汞灯为辐射光源,通过石英掩膜对PC表面局部选择性区域进行光化学改性,光照区域会生成羧基,这些羧基可以直接吸附银氨溶液中的Ag~+,经过化学镀液中的还原剂的还原作用,Ag~+被还原成Ag,形成区域选择性化学镀催化所需要的中心。这样在Ag的催化作用下,就可在PC表面选择性地镀上金微电极等。采用表面红外光谱、X-光电子能谱、原子力显微镜、循环伏安等多种技术对PC表面所经历化学反应进行表征,研究讨论了在PC表面光照区域形成催化中心的机理。采用本法制备的金膜微电极,具有与金盘电极相似的电化学性质,应用于安培法检测过氧化氢时,灵敏度较经典金圆盘电极明显增高。本论文的主要创新点:研究建立一种以紫外选择性光化学反应为基础,无须氨化步骤即可形成化Ag纳米催化中心,快速而又低成本的在PC表面通过区域选择性化学镀制备金属微器件的方法。与文献工作相比较,本方法操作步骤简单、耗时少、成本低,比较适合实现工业化应用。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-8
第一章绪论  8-30
  1.1 高聚物材料表面的金属化技术  8-10
    1.1.1 真空蒸镀技术  8-9
    1.1.2 化学镀技术  9-10
  1.2 化学镀的一般工艺  10-16
    1.2.1 表面预处理  10-12
    1.2.2 形成催化中心  12-15
    1.2.3 化学镀  15-16
    1.2.4 化学镀金属化的特点  16
  1.3 高聚物表面的选择性区域金属化技术  16-26
    1.3.1 沉积-光刻技术  17
    1.3.2 热压技术  17-18
    1.3.3 区域选择性化学镀技术  18-26
  文献  26-30
第二章聚碳酸酯表面紫外光照定位银催化化学镀制备金膜微器件的研究  30-56
  2.1 引言  30-32
  2.2 实验部分  32-35
    2.2.1 仪器  32
    2.2.2 材料与试剂  32
    2.2.3 PC表面微电极制备  32-35
  2.3 结果与讨论  35-51
    2.3.1 PC表面紫外光改性后的表征  35-38
    2.3.2 Ag催化中心的形成和表征  38-43
    2.3.3 选择性化学镀微电极  43-46
    2.3.4 退火  46
    2.3.5 镀层牢度  46-47
    2.3.6 金膜微电极性质的表征  47-51
  2.4 金膜微电极在H_2O_2安培检测中的应用  51-53
    2.4.1 检测电位的选择  51-52
    2.4.2 安培检测  52-53
  2.5 结论  53-54
  文献  54-56
致谢  56-57
附录: 攻读硕士学位期间完成的论文和工作  57-59

聚碳酸酯表面紫外光照定位银催化化学镀制备金属微器件的研究

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