[發明專利]化學沉積鎳-磷-納米二氧化鈦光催化復合涂層鍍液及其鍍覆方法

無效

• 申請號: 200910116004.5
• 申請日: 2009-01-05
• 公開（公告）號: CN101457353A
• 公開（公告）日: 2009-06-17
• 發明（設計）人: 黃新民;吳玉程;舒霞;鄭玉春;單傳麗
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: C23C18/36
• 分類號: C23C18/36;B01J21/06
• 代理公司: 合肥金安專利事務所
• 代理人: 金惠貞

技術領域

本發明涉及一種表面化學沉積鎳-磷-二氧化鈦(Ni-P-TiO₂)復合涂層制備方法，具體地說是通過化學鍍方法制備具有優良耐磨、耐腐蝕及光催化性能的鎳-磷-二氧化鈦Ni-P-TiO₂功能涂層。

背景技術

納米二氧化鈦TiO₂在光的照射下通過把光能轉化為化學能，促進化合物的合成或使化合物的降解。納米二氧化鈦TiO₂光催化材料光催化降解是一種高效的深度氧化過程，它的優點是：光照后不發生光腐蝕，耐酸堿性好，耐高溫高壓，化學性質穩定，對生物無毒性；來源豐富，能隙較大，產生光生電子和空穴的電勢電位高，有很強的氧化性和還原性，在有機合成、光解水、環境治理等領域顯示廣闊的應用前景。然而在納米二氧化鈦TiO₂的實際使用中，大多是采用懸浮體系，納米二氧化鈦TiO₂粉末催化劑存在著易失活、易團聚和回收難等缺點，這也是納米二氧化鈦TiO₂在光催化降解有機污染物領域不能實現產業化的重要原因。

化學復合沉積是通過向化學沉積液中加入具有特殊性能的惰性固體顆粒，使之與基質金屬共沉積，從而制備具有特殊性能的復合功能涂層。以鎳-磷(Ni-P)合金作為復合涂層的基質金屬發展最快。隨著對復合材料的研究開發，越來越多的金屬和合金可用作復合涂層的基質，用于復合沉積的不溶性顆粒也大大擴展了。人們通過在化學沉積液中加入不同的顆粒(Al₂O₃、SiC、CaF₂、石墨、PTFE等)獲得具有耐腐蝕、耐磨損、自潤滑、高硬度等功能性復合涂層。

發明內容

為了解決納米二氧化鈦TiO₂光催化劑存在的易失活、易團聚和回收難等問題，本發明提供一種化學沉積鎳-磷-納米二氧化鈦光催化復合涂層鍍液及其鍍覆方法。

化學沉積鎳-磷-納米二氧化鈦光催化復合涂層鍍液包括下列配比的化學原料：

硫酸鎳15～30g/L、次亞磷酸鈉24g/L、乳酸30mL/L、丙酸3g/L、硼酸4.5g/L、納米二氧化鈦2～8g/L、乙酸鉛2mg/L、十二烷基苯磺酸鈉50～200mg/L；

將上述化學原料溶于1L蒸餾水中，混合均勻即可。

化學沉積鎳-磷-納米二氧化鈦光催化復合涂層鍍液的鍍覆方法包括下述操作步驟：

a.配制鎳-磷(Ni-P)合金鍍液

按上述配方，除二氧化鈦和乙酸鉛外，取其它化學原料溶于820-900mL蒸餾水中，，配制得化學沉積鎳-磷(Ni-P)合金鍍液；

b.添加納米二氧化鈦顆粒

在納米二氧化鈦中加入100mL蒸餾水、乙酸鉛混合配制成懸濁液，超聲波振蕩0.5h后，添加到化學沉積鎳-磷(Ni-P)合金鍍液中，得復合涂層鍍液；

c.在工件表面鍍覆復合涂層鍍液

調整復合涂層鍍液pH值4.0～5.5，在溫度75～90℃條件，施鍍時間2h，所得涂層基體為：鎳-磷(Ni-P)合金成分為磷％≈3～11wt％，余量為鎳，納米二氧化鈦復合量≈4.70～11.32wt％。

所述納米二氧化鈦的顆粒度為5～20nm；相結構中，銳鈦礦型占＞90％，余量為金紅石型和非晶態。

本發明采用化學復合沉積技術，在鎳-磷(Ni-P)合金的化學鍍液中加入二氧化鈦TiO₂納米粒子，使其于基質金屬同沉積，可以得到納米二氧化鈦TiO₂化學復合鍍層。基于納米粒子的特殊性，制得的復合鍍層會呈現出很多獨特的性能。將納米二氧化鈦TiO₂引入化學鍍液與鎳-磷Ni-P基體共沉積，制備鎳-磷Ni-P/納米二氧化鈦TiO₂化學復合鍍層，為納米二氧化鈦TiO₂實際運用提供了一種切實可行的負載方法。

本發明的有益技術效果體現在下述幾個方面：

1、本發明Ni-P-納米TiO₂化學沉積液加入穩定劑乙酸鉛較現有的納米化學復合沉積液穩定性高不易分解。