配位剂对三价铬溶液性能的影响

发布时间：2017-06-07 15:17

  本文关键词：配位剂对三价铬溶液性能的影响，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：六价铬表面处理技术应用广泛。但六价铬的毒性很大,会对环境和人类的健康产生巨大威胁。三价铬表面处理技术能很好地克服六价铬的这些缺点,因此,对三价铬的研究越来越多。不同的配位剂对三价铬溶液的电化学性能和配位性能影响极大,从而影响三价铬镀层或钝化膜的质量。本文通过计时电流曲线、阴极极化曲线、UV-vis谱图、时间-电位曲线、交流阻抗曲线、塔菲尔曲线和盐雾试验测试等手段研究配位剂对三价铬溶液的影响。研究成果如下:对五种含氮类三价铬配位溶液进行研究,通过计时电流曲线、阴极极化曲线和实验现象发现,三价铬配位溶液的电沉积过程中发生三个反应,析氢、变价和析铬,从第二个拐点开始析出金属铬;加入0.2 mol/L尿素作为配位剂,三价铬配位溶液的极化度较低,沉积电位正移;通过UV-vis谱图可知,氨基乙酸三价铬配位溶液的吸光度提高最大,说明氨基乙酸与三价铬的配位能力较好。对五种羧酸类三价铬配位溶液进行研究,通过阴极极化曲线和UV-vis谱图可知,柠檬酸钠、乙酸钠和酒石酸钠配位溶液的极化度小且析铬电位较靠前,酒石酸钠配位溶液的吸光度提高最大,草酸根次之,柠檬酸钠再次之,其中,柠檬酸钠的蓝移最大;对酒石酸钠、草酸根和柠檬酸钠进行稳定常数和表观活化能的测定,得到稳定常数大小为:K_(酒石酸钠)K_(草酸根)K_(柠檬酸钠),活化能大小为:Ea_(草酸根)Ea_(酒石酸钠)Ea_(柠檬酸钠),说明柠檬酸钠稳定常数最小,反应速率最快,利于金属铬的电沉积。根据研究结果,选择柠檬酸钠作为主配位剂,酒石酸钠、草酸根、尿素和三乙醇胺作为辅助配位剂进行时间-开路电位、阴极极化和交流阻抗的测试,发现加入氯化钠等各组分后,曲线均呈规律性变化,柠檬酸钠与草酸根的配位组镀液的极化度较小。对镀液进行赫尔槽实验,发现可以得到镀层,其中柠檬酸钠与草酸根可以得到小范围内的光亮镀层。通过时间-开路电位曲线,交流阻抗曲线,塔菲尔曲线,NSS测试等手段对6种不同配位剂的三价铬钝化液进行研究,认为:乙酸、乳酸和葡萄糖酸钠成膜速度较快,乳酸和柠檬酸钝化膜随钝化时间延长溶解较快;尿素钝化液得到的转化膜耐蚀性最好,酒石酸和柠檬酸钝化膜次之,乙酸钝化膜的耐蚀性最差;通过激光共聚焦显微镜下的柠檬酸钝化膜表面的二维、三维立体图和钝化膜的粗糙度可知:钝化膜表面越粗糙,其颜色越彩。
【关键词】：配位剂 三价铬镀铬 三价铬钝化 电化学性能 配位性能
【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ153
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-13
• 第1章 绪论13-27
• 1.1 课题研究背景13
• 1.2 国内外研究现状13-18
• 1.2.1 国内外三价铬电镀的研究13-16
• 1.2.2 国内外三价铬钝化的研究16-18
• 1.3 三价铬电镀18-23
• 1.3.1 镀液组成18-19
• 1.3.2 三价铬镀铬的阳极19-20
• 1.3.3 三价铬电镀机理20-21
• 1.3.4 三价铬电镀分类21-22
• 1.3.5 三价铬电镀存在的问题22-23
• 1.4 三价铬钝化23-26
• 1.4.1 钝化液组成23
• 1.4.2 三价铬钝化机理23-24
• 1.4.3 三价铬钝化分类24-25
• 1.4.4 三价铬钝化存在的问题25-26
• 1.5 主要研究内容26-27
• 1.5.1 配位剂对三价铬镀液的影响26
• 1.5.2 配位剂对三价铬钝化液的影响26-27
• 第2章 试验药品、仪器及测试方法27-31
• 2.1 实验药品27-28
• 2.2 实验设备与仪器28
• 2.3 测试方法28-31
• 2.3.1 赫尔槽实验28
• 2.3.2 电化学测试28-29
• 2.3.3 配位能力的测试29
• 2.3.4 稳定常数的测定29-30
• 2.3.5 钝化膜的耐蚀性的测试30-31
• 第3章 含氮类配位剂对三价铬镀液性能的影响31-41
• 3.1 配位剂的分类及选择31-33
• 3.2 溶液的配制33
• 3.2.1 三价铬配位溶液的配制33
• 3.3 结果与讨论33-40
• 3.3.1 三价铬镀铬阴极反应历程33-36
• 3.3.2 阴极极化曲线36-38
• 3.3.3 UV-vis谱图38-40
• 3.4 本章小结40-41
• 第4章 羧酸类配位剂对三价铬镀液性能的影响41-52
• 4.1 配位剂的选择41
• 4.2 溶液的配制41
• 4.2.1 三价铬配位溶液的配制41
• 4.2.2 三价铬稀释液的配制41
• 4.3 结果与讨论41-51
• 4.3.1 阴极极化曲线41-43
• 4.3.2 UV-vis谱图43-45
• 4.3.3 配合物的稳定常数45-48
• 4.3.4 配位溶液的表观活化能48-51
• 4.4 本章小结51-52
• 第5章 柠檬酸钠体系三价铬镀液的研究52-63
• 5.1 时间-电位曲线（E-t）52-54
• 5.2 阴极极化曲线54-56
• 5.3 交流阻抗（EIS）56-59
• 5.4 赫尔槽实验59-61
• 5.5 本章小结61-63
• 第6章 配位剂对三价铬钝化液的影响63-78
• 6.1 配位剂的选择63-64
• 6.2 钝化液的配制64
• 6.3 结果与讨论64-77
• 6.3.1 时间-电位曲线（E-t）64-66
• 6.3.2 交流阻抗（EIS）66-68
• 6.3.3 塔菲尔（Tafel）曲线68-70
• 6.3.4 盐雾实验结果70-71
• 6.3.5 氯离子对柠檬酸体系钝化液的影响71-73
• 6.3.6 柠檬酸体系钝化膜的激光共聚焦图73-77
• 6.4 本章小结77-78
• 结论78-80
• 参考文献80-86
• 攻读硕士学位期间所发表的学术论文86-87
• 致谢87-88

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