海绵镍表面功能膜层的制备及性能研究

发布时间：2020-08-24 16:58

【摘要】：本研究采用了复合电沉积的方法,在海绵镍表面电沉积Ni-纳米TiO2复合膜层,通过正交实验找到最佳的复合电沉积工艺参数,制备出了性能良好的Ni-纳米TiO2复合膜层。用甲基橙模拟废水,研究了所制备的复合膜层的光催化性能,分析了海绵镍的孔隙密度、甲基橙溶液的pH对光催化性能的影响。使用透射电镜(TEM)观察分散后电镀液中TiO2纳米颗粒的粒径和形状,使用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)检测膜层的表面微观形貌和物相。利用铂钴比色法,通过哈纳HI83200多参数离子浓度测定仪测量甲基橙溶液的铂钻色度减小量研究样品的光催化特性。使用Zennium电化学工作站测定复合电沉积过程中的循环伏安曲线、计时电流曲线以及电镀液的开路电位变化。根据这些数据,我们对镍的复合电沉积过程初期动力学行为进行了研究。分析结果显示,用所优选出的工艺制备的膜层表面较均匀的分散着纳米TiO2颗粒。光催化研究结果表明,随着孔隙密度的增大,甲基橙溶液在紫外光照射12小时后色度减小量逐渐增加。这说明复合膜层的催化效率随着孔隙密度的增大而增加。甲基橙溶液的pH对复合膜层的催化有一定的影响,中性溶液下的光催化效率最低。随着pH的增大或减小,复合膜层的光催化效率都会越来越高。但整体来说差别不大,说明复合膜层能够应用在不同的酸碱环境之中。镍在海绵镍表面的电沉积初期形核遵循Scharifker-Hills模型,其中镍的电沉积初期形核过程趋近于连续形核机制。加入TiO2纳米颗粒后的复合电沉积初期形核趋近于瞬时形核机制,并且随着电镀液中TiO2纳米颗粒浓度的增加,这个趋势越来越明显。电化学分析的结果说明,随着TiO2纳米颗粒的浓度增加,复合电沉积的电流随之升高,镍的形核位点增多,从而促进了镍的形核。
【学位授予单位】：北方工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ153
【图文】：

逑２．５复合电沉积工艺流程逡逑复合电沉积的工艺流程如图２－２所示：逡逑＾邋ｚＫｉ＾ｆｅ邋Ｕ逦ｊ－＞逦ｊ逡逑；烘干水洗＋电镀；＾水洗ｊ逡逑图２－２复合电沉积工艺流程图逡逑实验的具体步骤如下：逡逑１、首先将海绵金属镍用高速精密切割机切分为ｌｃｍｘｌｃｍｘ0．５ｃｎｉ的小块试逡逑样。逡逑１７逡逑

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三章复合膜层的表征逡逑第三章复合膜层的表征逡逑．１电镀液分析逡逑由于Ｔｉ０２纳米颗粒粒度很小且比表面积大，．能量处于不稳定的情况，在电逡逑液中很容易发生团聚。而且电镀时的温度为５５°Ｃ，高温也会促使纳米颗粒进逡逑步团聚。为了确定纳米Ｔｉ０２颗粒经过超声和搅拌处理后在电镀液中的分散情逡逑，我们用透射电镜对电镀液进行了分析。逡逑

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本文编号：2802725