化学镀镍层的有机防变色研究

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1、学校代码：10259学号：密级：上海应用技术大学硕士学位论文题目：化学镀镍层的有机防变色研究英文题目：OrganicAnti-tarnishingStudyofElectrolessNickelPlating专业：化学工程学院：化学与环境工程学院研究方向：电化学姓名：赵亮亮指导教师：万传云教授年月日化学镀镍层的有机防变色研究摘要在表面处理行业，化学镀镍在表面装饰及功能化处理方面应用非常广泛。但镀镍层在空气中很容易被腐蚀，所以开发无铬、无毒、环保的抗镍变色剂在表面处理行业引起高度关注。本课题在了解化学镀镍的制备工艺的基础上，选择合适的镀液和工艺条件进行化学镀镍，以脂肪酸为防变色处理剂，研究脂肪

2、酸对镀镍层防变色的影响。石墨烯作为一种新型的二维材料，有其独特的化学物理性质，近年来成为各领域研究的热点，将石墨烯与脂肪酸复合作为防变色物种对化学镀镍层进行处理，探讨防变色效果，为拓展石墨烯的应用范围和延长化学镀镍层的使用寿命提供参考。本文的研究工作主要包括以下几个方面。(1)利用不同链长的饱和脂肪酸（月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸），在不同的pH条件下对化学镀镍层进行防变色处理，通过极化曲线和交流阻抗分析防变色处理效果。研究发现：脂肪酸碳链的长度和pH值均对防变色效果产生影响。在pH为8-9左右，四种脂肪酸的防变色效果达到最佳。其中，肉豆蔻酸处理的化学镀镍层具有最高的防腐蚀能力，其腐蚀率

3、为3.77×10-4mm/year，与未处理的化学镀镍层的腐蚀率（2.35×10-1mm/year）相比，脂肪酸的处理明显明显减缓了化学镀镍的腐蚀速率，使镍层的防变色能力增强。(2)研究了实验室少量制备石墨烯的方法，通过二步氧化得到氧化石墨烯，并通过混合碱（氢氧化钠和氢氧化钾）还原法制备石墨烯，重点考察了不同温度（150℃，180℃，220℃，300℃）和不同混合碱比例（NaOH：KOH=3:7，NaOH：KOH=7:3，NaOH：KOH=1:1）对还原效果影响。研究发现：混合碱能有效实现氧化石墨烯的还原，温度越高，对氧化石墨烯的脱氧效果越强。在混合碱比例为1:1，还原温度为220℃时，能够

4、制备得可溶于水的还原氧化石墨烯。红外光谱测试显示，所得的石墨烯表面有一定数量的羟基存在，这可能是其能够在水中具有良好分散性的缘故。(3)研究了石墨烯和脂肪酸混合防变色液对化学镀镍层的防变色效果。实验结果发现：添加石墨烯后，防变色液在pH在8-9之间处理的化学镀镍层具有最佳防变色效果（腐蚀速率基本在6.00×10-2mm/year左右）。相比于未处理的化学镀镍层，可以看出防变色能力增强。但与饱和脂肪酸处理的相比，石墨烯的存在减弱了脂肪酸的防变色处理效果。造成这个结果的原因可能是石墨烯在自组装层中的吸附数量太少，没有起到隔离腐蚀介质的作用，反而可能由于表面存在石墨烯而使镀镍层表面发生原电池反应，

5、加速了表面的腐蚀。如何正确利用石墨烯提高化学镀镍层的防变色能力有待进一步的研究。关键字：化学镀镍；石墨烯；防变色；脂肪酸；OrganicAnti-tarnishingStudyofElectrolessNickelPlatingAbstractInmetalfinishingindustry，nickelplatinghasbeenappliedfordecorativeandfunctionalsurfacetreatments.Butthenickelplatinglayerintheairiseasytocorrode,sothedevelopmentofchromefree,non-

6、toxicandenvironmentallyfriendlyantidiscolorationagentinnickelelectroplatingindustrycausedgreatconcern.Onthebasisofunderstandingthepreparationprocessofelectrolessnickelplating,electrolessnickelplatingwasselectedandtheeffectoffattyacidsontheanti-tarnishingofnickelcoatingwasstudied.Asanewtypeoftwo-dim

7、ensionalmaterials,Graphenehasitsuniquephysicalandchemicalpropertiesandhasbeenpaidmuchattentioninrecentyears.Thecombinationofthegrapheneandfattyacidcompoundasanti-tarnishingagentsforelectrolessnickelwascondu