鎳—碳納米管復合鍍層的制備及其性能研究.pdf

1、隨著科技的高速發(fā)展，對材料性能的要求越來越高，單一結構的材料無法滿足工業(yè)的需要，迫切需要高性能的復合材料。納米復合鍍是一種制備復合材料的新興技術，廣泛應用于工業(yè)中。碳納米管作為一種獨特的納米材料，具有優(yōu)異的性能。本文將碳納米管作為復合鍍層的增強相，制備了鎳-碳納米管復合鍍層。研究的內(nèi)容和結論如下:
　　(1)首先采用混酸氧化對碳納米管進行改性。通過SEM觀察可以發(fā)現(xiàn)，混酸處理后碳納米管長徑變短，團聚減少。紅外結果表明酸氧化后表面帶

2、有活性基團。XRD結果表明酸處理使碳納米管的結晶性變好。改性后的碳納米管在水中和鍍層中的分散性均有了很大提高。通過沉降實驗研究了碳納米管的分散性，結果表明分散劑16Y為最佳分散劑。
　　(2)通過單因素實驗研究了碳納米管濃度、電流密度、攪拌速率、pH、溫度、分散劑濃度和時間對鎳-碳納米管復合鍍層厚度和碳納米管含量的影響。在單因素實驗基礎上進行正交實驗，經(jīng)正交優(yōu)化實驗得到了最佳工藝條件。在最佳工藝條件下所得到的鍍層致密，鍍層平均厚度

3、為47.23μm。SEM顯示碳納米管像網(wǎng)格狀分布在鍍層中，EDS能譜顯示復合鍍層由Ni，C，O三種元素組成其質(zhì)量分數(shù)分別為83.35％、14.18％、1.96％，表明碳納米管和鎳實現(xiàn)了共沉積。
　　(3)通過SEM觀察發(fā)現(xiàn)，與純鎳鍍層相比，鎳-碳納米管復合鍍層表面很粗糙，且碳納米管表面有鎳沉積。同時隨著鍍液中碳納米管含量由1g/L增加到4g/L，所得到的復合鍍層中C元素的重量百分比由10.49％增加到14.18％。鍍層的XRD結果

4、表明，復合鍍層的晶粒尺寸比純鎳鍍層小。結合力測試表明，復合鍍層的結合力良好。不同腐蝕介質(zhì)中的Tafel曲線表明，復合鍍層的耐腐蝕優(yōu)于純鎳鍍層。鍍層的電催化實驗表明，隨著鍍液中碳納米管濃度由0g/L的增加到4g/L時，其交換電流密度由6.58×10-8A/cm2增加到3.89×10-7A/cm2，電催化析氫能力加強。
　　(4)采用電化學工作站研究了Ni2+電沉積行為。循環(huán)伏安曲線表明隨著掃描速率的增加，鎳的沉積速率增加。陰極極化曲