二氧化铈(CeO2)具有立方萤石型晶体结构,容易在其结构内形成氧空位。由于其独特的理化特性,CeO2薄膜已经作为一种新型材料试用于许多技术领域,例如,用于固体氧化物燃料电池、金属和合金的防腐层,用作汽车尾气处理中的三效催化剂、紫外线吸收剂、以及药理学应用等。电化学沉积法已被广泛认为是CeO2薄膜的最佳制备方法之一,因为这种方法可以在环境友好的条件下进行。此外,该技术可以通过简单地调节电化学参数来控制薄膜的组成、厚度以及形貌等。本论文系统研究了光生电子对CeO2薄膜阳极沉积的影响、硝酸根和乙醇对光助阳极沉积CeO2薄膜的协同影响、阳极和阴极同时沉积制备Ce02薄膜的结构和性质以及CeO2阳极电沉积的成核生长机理等。论文第三章主要研究了镀液中乙醇含量对光助阳极沉积CeO2薄膜的影响。结果表明,随着乙醇含量从0%增加到70%v/v(体积比),二氧化铈薄膜的膜厚和粒径均有所增加,而孔隙率和Ce(Ⅲ)含量有所降低;乙醇在提高二氧化铈薄膜阳极沉积速率中的重要作用主要是通过光生电子来实现的:光生电子可以大幅度提高CeO2薄膜的电化学活性,加速阴极反应,进而加速CeO2薄膜的阳极沉积;光生电子可以使溶液的表面张力略微增加,由于电荷效应而降低电极表面的润湿性;同时光生电子还会降低成膜的阳极极化和溶液的电阻率。论文第四章研究了硝酸根对Ce02薄膜光助阳极沉积的影响、及其与乙醇对CeO2薄膜光助阳极沉积的协同影响。结果表明,在水溶液中,电流密度、薄膜厚度、粒径和Ce(Ⅳ)含量均随硝酸根浓度的增加而增加,而在70%v/v乙醇-水溶液中以上参数均有所减少。NO3-可以有效吸收光子、产生·OH,因而将NO3-加入水溶液中可以促进CeO2薄膜的生长。然而,当硝酸根加入到含乙醇的镀液中后,作为空穴捕获剂的乙醇主要负责光生空穴和·OH的消耗,作为电子捕获剂的N03-又消耗了电子,因此NO3-反而抑制了乙醇-水溶液体系中CeO2薄膜的形成。论文第五章主要研究了负电位对阳极和阴极同时沉积CeO2薄膜的微观结构和光、电、磁性质的影响。结果表明,阳极上CeO2薄膜受电位的影响很小,但在316L不锈钢基体上,阴极上薄膜的粒径、晶面取向、应力、膜厚、电阻率和Ce(Ⅲ)均随着电位的增加而增加。对于在不同电位下沉积的所有镀层,矫顽力和剩余磁化强度几乎相同。但是观察到饱和磁化强度有两种不同的变化趋势:随着施加电位的增加,阳极上Ce02薄膜的饱和磁化强度略微增加,而阴极上的Ce02薄膜的饱和磁化强度呈现先增加后减小的趋势,这归因于CeO2薄膜的结晶度和氧空位的协同作用,其中氧空位的影响更为显著。另一方面,当采用ITO导电玻璃为基体时,阴极上Ce02薄膜的吸收光谱中出现红移现象(Ed从3.95eV变化到3.56eV,Ei从3.42eV变化到3.04eV),表明阴极薄膜中Ce(Ⅲ)含量的变化与采用的基体有关,并且随着施加电位增加而减小。论文第六章分析了CeO2阳极电沉积初始阶段的成核生长机制。结果表明,在我们的实验条件下,二氧化铈的沉积过程由扩散控制。随着沉积时间的增加,Ce02沉积的主导成核生长机制从二维(2D)转变为三维(3D),并且3D过程在2D过程完成之前就已经开始。预先形成的Ce02薄膜的低导电性导致较高的沉积过电位并因此使Ce02颗粒的晶粒更加精细。