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金刚石薄膜具有优异的电化学性能，采用金刚石薄膜涂层的电极在废水处理、电化学分析、电化学合成等领域的应用前景非常广泛。本文采用微波等离子体辅助化学气相沉积工艺，在钛基片上制备掺硼金刚石薄膜，研究制备工艺对其结构性能的影响，并对所制备的钛基掺硼金刚石薄膜电极(Ti/BDD)进行电化学性能的研究。
首先在硅基片上制备掺硼金刚石薄膜。掺硼金刚石薄膜结构致密，晶型完好，随着掺硼量的增加，晶型变差，晶粒变小。拉曼光谱显示其为典型金刚石结构，并随掺硼量增加非金刚石相增多，金刚石相特征峰发生红移。掺杂浓度对薄膜内应力有很大影响，低掺杂浓度时，本征内应力主要由晶界松弛效应决定。当掺杂浓度升高时，内应力的决定因素转为杂质等缺陷态对晶界滑移的约束。利用四点探针法测量掺硼金刚石薄膜的电阻率，结果显示薄膜电阻率随掺杂量的增加而降低，最低达到10-3Ω·cm量级。
以工业纯钛为基，研究沉积温度，硼掺杂浓度和甲烷浓度对制备掺硼金刚石薄膜质量的影响。结果显示，750℃制备的钛基金刚石薄膜保持表面均匀致密，超过800℃薄膜裂纹逐渐增多，主要是由于热应力的增加和中间层成分TiC和TiH2的影响。硼的掺入使得金刚石薄膜内非金刚石相增加、薄膜残余应力的增高，并产生Fano效应。这些因素的作用使得金刚石相拉曼特征峰发生漂移，1220cm-1处出现新的特征峰。掠入角衍射(GIXD)显示掺硼金刚石膜主要呈(111)取向，中间层成分主要为TiC和TiH2，TiC随掺硼量增加而减少，而TiH2则随掺硼量的增加而增多。划痕实验表明掺硼后金刚石薄膜附着力下降，主要受中间过渡层的影响。
电化学分析表明，Ti/BDD电极具有宽的电化学窗口(3.2V)和低的背景电流。对电极的反应动力学研究表明，铁氰化钾在Ti/BDD上的反应为准可逆过程，电极反应过程的控制为传质控制。铁氰化钾溶液中的交流阻抗测试表明电极表面双电层电容约为61.3μF·cm-2，电极始终保持良好活性，不存在电极污染情况。在1A/cm2电流密度，3M H2SO4溶液中测得电极的加速寿命超过370小时，电极失效表现为涂层剥落。
Ti/BDD电极与其它常用钛基涂层电极Ti/PbO2、Ti/PbO2-Er和Ti/SnO2-Sb的对比研究表明，从化学需氧量(COD)、总有机碳(TOC)降解和平均电流效率(ICE)等几个方面来考核前者的性能远强于其它电极材料。对实际焦化废水进行处理，Ti/BDD电极无论从稳定性、TOC去除以及NH4-N去除，都要优于Ti/SnO2-Sb/PbO2、Ti/SnO2-Sb电极材料，表现出良好的废水处理效果。