聚氨酯泡沫基体化学镀镍钼工艺研究

摘要

镍钼合金材料在催化析氢、耐腐蚀和耐高温等方面都表现出优异的特性，因此，越来越多的人开始着手于镍钼合金材料的研究。本文以聚氨酯泡沫为基体，通过化学镀的方法制备镍钼合金材料，并对化学镀所得试样进行电沉积加厚。本文还研究镍钼钴电极材料的制备工艺，并在不同的电流密度下，30％KOH溶液中，比较镍钼钴电极和镍电极的电解槽槽压。
　　聚氨酯泡沫在化学镀之前需进行前处理，使其表面附上一层具有自催化活性的金属颗粒。本文研究了聚氨酯泡沫的前处理工艺，并系统的研究了镀液中硫酸镍浓度、次亚磷酸钠浓度、钼酸钠浓度、氨水用量、柠檬酸钠浓度、酒石酸钾钠浓度、温度和反应时间对实验结果的影响。在研究电沉积制备镍钼钴电极材料工艺过程中，考察了镀液中硫酸镍浓度、钼酸钠浓度、硫酸钴浓度、柠檬酸钠浓度、酒石酸钾钠浓度、时间、温度对材料析氢过电位的影响，并测试镍钼钴电极在电解槽中的槽压。
　　采用紫外分光光度计测量化学镀镍钼合金镀层中的镍、钼金属含量，并通过四探针测量化学镀镍钼合金镀层的体电阻率。考察镍钼钴电极在不同电流密度条件下，30％KOH溶液中电解槽的槽压。通过EDS分析结果显示化学镀镍钼合金镀层的原子组成为Ni88.53Mo11.47，电沉积加厚后镀层的原子组成为Ni83.38-Mo16.62;电沉积加厚之后材料进行脱脂处理，计算出材料面密度为317g/m2，用金相显微镜测得材料的PPI为130，千分尺测得材料的厚度为1.723mm;EDS分析结果显示镍钼钴电极材料的原子组成为Ni75.12Mo23.67Co1.21。
　　在相同的条件下，以泡沫镍电极和镍钼钴电极做阴极，比较这两种电极在90℃条件下，30％KOH溶液中的电解槽槽压。实验结果表明:电流密度为1000mA/cm2，Ni-Mo-Co电极的槽压为1.594V，4000mA/cm2电流密度下Ni-Mo-Co电极的槽压为1.846V;在相同的条件下，镍钼钴电极的槽压比镍电极的槽压低60mV左右。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 化学镀镍概述

1．2 镍合金应用及其发展

1．2．1 化学镀Ni-P合金的反应机理

1．2．2 化学镀Ni-B合金的反应机理

1．3 Ni-P多元合金概况

1．3．1 Ni-Mo-P合金

1．3．2 Ni-W-P合金

1．3．3 Ni-Cu-P合金

1．4 化学镀镍基体材料

1．5 镍钼合金材料在催化析氢过程的特点及工艺研究概况

1．6 电极基体材料介绍

1．6．1 多孔镍基体材料

1．6．2 平板金属电极

1．7 本文研究内容及意义

第2章 聚氨酯泡沫化学镀镍钼合金工艺的研究

2．1 聚氨酯泡沫化学镀镍钼合金工艺

2．1．1 前处理工艺

2．2 试样成分分析

2．2．1 化学镀镀层中成分的分析

2．2．2 样品体电阻率的测定

2．3 聚氨酯泡沫化学镀镍钼合金工艺流程

2．4 聚氨酯泡沫化学镀镍钼合金的试验研究

2．5 单因素对实验结果的影响

2．5．1 硫酸镍浓度对实验结果的影响

2．5．2 钼酸钠浓度对实验结果的影响

2．5．3 柠檬酸钠浓度对实验结果的影响

2．5．4 酒石酸钾钠浓度对实验结果的影响

2．5．5 次亚磷酸钠浓度对实验结果的影响

2．5．6 氨水用量对实验结果的影响

2．5．7 温度对实验结果的影响

2．5．8 时间对沉积速度的影响

2．6 镀层的微观形貌和组成分析

2．7 化学镀镍钼合金的加厚工艺

2．7．1 化学镀镍钼合金之后电沉积镍

2．7．2 化学镀镍钼合金后电沉积镍钼合金

2．8 小结

第3章 镍钼钴电极材料的制备

3．1 正交实验研究

3．1．1 沉积时间对Ni-Mo-Co电极材料催化析氢性能的影响

3．1．2 沉积温度对Ni-Mo-Co电极材料催化析氢性能的影响

3．1．3 镍钼钴电极材料的最佳配方

3．2 镍钼钴电极材料的表面形貌和组成

3．3 镍钼钴阴极电极在电解槽的测试

3．4 镍钼钴电极电解后的表面形貌和组成

3．5 小结

总结

参考文献

致谢