缺陷增强型组分可控多孔NiOx/TiOy纳米颗粒图案的飞秒激光诱导反向转移技术及其高效协同乙醇氧化性能研究

本文创新性地采用飞秒激光诱导反向转移（LIBT）技术，一步法在ITO玻璃上制备了多孔NiOx/TiOy纳米颗粒（NPs）图案电极。通过调控激光参数实现了沉积厚度（0.5–2.7 μm）和Ni/Ti原子比（1.37–1.02）的精准控制，其峰值电流密度较离子注入法制备电极提升173%，并展现出93.6%的循环稳定性和99.3%的机械稳定性，为直接乙醇燃料电池（DAFC）提供了高性能催化电极的快速制备方案。

　　

Highlight

通过飞秒激光诱导反向转移（LIBT）技术，在单步激光加工中将NiO_x/TiO_y纳米颗粒（NPs）图案集成到ITO玻璃上。受限微空间内的烧蚀等离子体决定了材料沉积与基底的相互作用。基于Ni/Ti在等离子体中烧蚀阈值和喷射速度的差异，通过调节激光条件可精确控制沉积厚度（0.5–2.7 μm）和Ni/Ti原子比（1.37–1.02）。

Conclusions

采用飞秒LIBT技术实现了无掩模任意形状多孔NiO_x/TiO_y NPs图案电极的制备。NiTi合金靶材烧蚀、Ni/Ti离子高温氧化及NPs集成在单步激光加工中同步完成。等离子体冲击和局部高温使NPs牢固附着于ITO基底，其多孔结构、高密度缺陷和协同效应使峰值电流密度较离子注入法电极提升173%，300次循环后仍保持93.6%的活性，超声清洗后形貌保留率达99.3%，展现出卓越的催化稳定性和机械鲁棒性。