电沉积法制备氧化亚铜及其防微生物附着研究

发布时间：2017-03-30 01:15

  本文关键词：电沉积法制备氧化亚铜及其防微生物附着研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：金属材料在使用过程中普遍存在微生物的附着腐蚀，尤其涉及海洋船舶等设备的关键部件，内部粉刷海洋涂料非常困难，更容易造成生物腐蚀，给海洋工程造成较大的经济损失。因此，亟需发展先进低成本防腐防污技术。基于电化学沉积法不受部件形状限制和涂层低孔隙率等优点，本论文采用电化学阴极沉积的方法，以醋酸铜-醋酸钠体系作为电解溶液，醋酸铜作为铜源，尝试在铜、304不锈钢和铝基底制备出氧化亚铜薄膜，并探讨了氧化亚铜的生长过程以及防生物附着性能。 主要研究内容如下： 1.实验结果表明铜基体上60℃的沉积条件下比在室温下更容易获得氧化亚铜；在pH为5.7时，，最容易得到氧化亚铜薄膜。研究发现氯离子的加入会对氧化亚铜薄膜晶粒大小、形貌等都有一定的影响。分析认为这是由于氯离子与溶液中的铜离子发生反应，改变了反应过程的还原电位和过电势，同时氯离子在形核晶面的择优吸附改变了晶体的生长方向。 2.对304不锈钢和铝基体的电沉积条件进行了优化，实验结果表明在304不锈钢基体上成功制备了氧化亚铜薄膜，而在铝基体上很难制备出氧化亚铜薄膜。结合氧化亚铜的结晶过程，理论分析发现铜、304不锈钢和铝三种基体对羟基的吸附能力不同，进而影响了中间产物CuOH的形成。在铜基底和304不锈钢基底上，更容易得到氧化亚铜，而在铝上，由于铝对氢氧根的吸附能很小，很难沉积上氧化亚铜薄膜。同时发现同等条件下铜基体上氧化亚铜的晶粒尺寸小于不锈钢表面的氧化亚铜。 3.为了验证氧化亚铜薄膜的防生物附着能力，我们培养了大肠杆菌并观察了其表面细菌附着情况。荧光显微镜观测的结果表明，不锈钢和铜表面氧化亚铜薄膜的存在明显提高了基体的防生物附着能力。此外，对沉积有氧化亚铜薄膜的铜片进行了超疏水处理，即在粗糙的氧化亚铜的表面上制备了多巴胺（DA）-十二硫醇（-SH）分子自组装膜，实验表明这种功能涂层既防腐蚀又保持一定的防生物附着能力。
【关键词】：电化学沉积 氧化亚铜 防腐蚀
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TG174.4
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 1 绪论11-25
• 1.1 前言11
• 1.2 氧化亚铜11-18
• 1.2.1 氧化亚铜的基本性质11-12
• 1.2.2 氧化亚铜的晶体结构12-14
• 1.2.3 氧化亚铜的用途14-15
• 1.2.4 氧化亚铜的制备方法15-18
• 1.3 电沉积法制备氧化亚铜薄膜18-24
• 1.3.1 电化学沉积方法制备氧化亚铜的成核19-21
• 1.3.2 金属的阴极过程的特殊性21-22
• 1.3.3 金属离子阴极还原反应的影响因素22-24
• 1.4 选题依据和研究内容24-25
• 2 电沉积法制备氧化亚铜薄膜25-49
• 2.1 引言25-29
• 2.2 实验仪器及药品29-30
• 2.2.1 实验药品29-30
• 2.2.2 实验仪器30
• 2.3 实验部分30-33
• 2.3.1 基体的预处理30
• 2.3.2 电沉积法制备氧化亚铜薄膜30-32
• 2.3.3 添加阴离子，探究不同的阴离子对在铝基底上沉积的影响32-33
• 2.4 测试方法33-34
• 2.4.1 X-射线衍射测试33
• 2.4.2 扫描电镜测试33-34
• 2.4.3 循环伏安测试和线性扫描伏安法测试34
• 2.5 实验结果与讨论34-46
• 2.5.1 铜基底上氧化亚铜膜的制备与表征34-37
• 2.5.2 304 不锈钢基底上氧化亚铜膜的制备与表征37-44
• 2.5.3 铝基底上氧化亚铜膜的制备与表征44-46
• 2.6 结果分析46-47
• 2.7 本章小结47-49
• 3 氧化亚铜薄膜防腐防微生物附着研究49-60
• 3.1 引言49-50
• 3.2 实验试剂及仪器50
• 3.2.1 实验试剂50
• 3.2.2 实验仪器50
• 3.3 实验部分50-51
• 3.3.1 多巴胺膜的制备50-51
• 3.3.2 SH 膜的制备51
• 3.4 测试方法51-52
• 3.4.1 接触角测试51
• 3.4.2 动电位极化曲线51
• 3.4.3 电化学阻抗谱51-52
• 3.4.4 抑菌实验52
• 3.5 结果与讨论52-58
• 3.5.1 氧化亚铜薄膜抑菌性能的表征52-55
• 3.5.2 防腐防微生物附着膜的制备及其表征55-58
• 3.6 本章小结58-60
• 4 总结与展望60-62
• 4.1 本文的主要结论60
• 4.2 展望60-62
• 参考文献62-67
• 致谢67-68
• 个人简历68
• 攻读学位期间发表的论文68-69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 石秋杰;刘宁;梁义;;MgO负载Cu_2O催化剂的制备及其催化环己醇脱氢[J];催化学报;2007年01期

2 屠振密;胡会利;于元春;高鹏;;电沉积纳米晶材料制备方法及机理[J];电镀与环保;2006年04期

3 程开富;纳米电子/光电子器件概述[J];光子技术;2003年03期

4 江雷;从自然到仿生的超疏水纳米界面材料[J];科技导报;2005年02期

5 吴晓春;电解法研制氧化亚铜[J];上海有色金属;2005年03期

6 贾红;俞晓晶;张亚萍;金达莱;姚奎鸿;王龙成;;微米级氧化亚铜晶体的形貌控制及其表征[J];浙江理工大学学报;2009年06期

7 李敏贤;申利春;;纳米TiO_2光催化剂的制备与应用研究进展[J];化工中间体;2007年09期

  本文关键词：电沉积法制备氧化亚铜及其防微生物附着研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：275872