电沉积法制备氧化亚铜及其防微生物附着研究

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。

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1 绪论

1.1 前言

1.2 氧化亚铜

1.3 电沉积法制备氧化亚铜薄膜

1.4选题依据和研究内容

2 电沉积法制备氧化亚铜薄膜

2.1 引言

2.2 实验仪器及药品

2.3 实验部分

2.4 测试方法

2.5实验结果与讨论

2.6 结果分析

2.7 本章小结

3 氧化亚铜薄膜防腐防微生物附着研究

3.1 引言

3.2 实验试剂及仪器

3.3 实验部分

3.4 测试方法

3.5结果与讨论

3.6 本章小结

4 总结与展望

4.1 本文的主要结论

4.2 展望

参考文献

致谢