Influence of the electrolysis conditions on the morphology of nanoporous SnO2 layers obtained by anodization of tin

Celem pracy było sporządzenie nanoporowatego tlenku cyny na drodze elektrochemicznego anodowego utleniania warstwy metalicznej cyny elektroosadzonej na powierzchni blaszki miedzianej w roztworach kwasu szczawiowego. W celu lepszego zrozumienia oraz optymalizacji procesu tworzenia tych nanoporowatych warstw, wykonano serie próbek różniące się pomiędzy sobą warunkami w jakich przeprowadzano anodyzację. Stosowano elektrolit o stężeniach 0,05 do 0,5 mol/dm3 a elektrolizę prowadzono z zastosowaniem potencjałów z zakresu 4 – 13 V w temperaturze 0, 10 i 20 °C. Powierzchnie próbek zbadano za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego SEM. Wyniki badań wskazują, iż potencjał anodyzacji ma istotny wpływ na rodzaj tworzących się warstw tlenkowych. Zastosowanie zbyt niskich lub zbyt wysokich wartości potencjału prowadzi do powstania nieporowatej warstwy pasywnej. Najprawdopodobniej wzrost potencjału sprzyja powstawaniu większych porów, ale niestety także niejednorodności ich rozmiarów. Nanoporowate warstwy tlenkowe o największym stopniu otwarcia porów uzyskano w temperaturze 20 ºC z zastosowaniem 0,5 M kwasu szczawiowego jako elektrolitu.

The aim of this study was to prepare nanoporous tin oxide by elektrochemical anodic oxidation of the metallic tin layer electrodeposited on a copper plate in oxalic acid. In order to better understand and optimize the process of creating these nanoporous layers, a series of experiments under various conditions were carried out. Oxalic acid solutions with different concentrations (0.03 M, 0.3 M and 0.5 M) were used as electrolytes, and electrolyses were carried out at constant potentials ranging from 4 to 13 V. The temperatures of electrolyte was kept at 0, 10 and 20 °C. The morphology of samples was examined using a scanning electron microscope (SEM). The results indicate that the anodizing potential has a significant impact on the type of obtained oxide surface. Too low or too high anodizing potential leads to a non-porous passive layer. Most likely, the growth potential favors the formation of larger pores, and, unfortunately, also the heterogeneity of their size. Nanoporous tin oxide layers with the majority of open pores were synthesized by anodization at 20 °C in 0.5 M oxalic acid.