Thạc Sĩ Nghiên cứu điều chế và tính chất điện hóa của lớp phủ composite Niken-Coban bằng phương pháp điện hó

Mở đầu
Ngày nay vật liệu kim loại vẫn đang chiếm một vị trí quan trong trong các ngành công nghiệp cũng như trong nền kinh tế quốc dân. Do đó việc nghiên cứu chế tạo cũng như tính chất của các loại vật liệu này nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng luôn là vấn đề được các nhà khoa học thuộc nhiều lình vực khác nhau nghiên cứu.
Do những đặc tính quan trọng của Niken nên mạ Niken được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp vật liệu cũng như xúc tác. Hàng năm có khoảng 15 – 20% lượng Niken trên thế giới được dùng cho công nghiệp mạ và có khoảng 80% Niken dung cho luyên kim. Các lớp mạ Niken thường được dùng để mạ trang thí, mạ trang trí – bảo vệ, tuy nhiên lớp mạ niken thường bị lỗ rỗ làm giảm khả năng chống ăn mòn cũng như bảo vệ của vật liệu. Thêm vào đó lớp mạ Niken thường không được cứng nên người ta thường mạ hợp kim Niken cũng với một số kim loại khác như Cu, Cr, Co . hoặc mạ composite với các hạt trơ nhằm tăng khả năng chống ăn mòn cũng như tính chất lí hóa của lớp mạ
Các hợp kim Niken – Coban có các đặc tính lí hóa quan trọng khiến chúng được sử dụng rộng rãi trong hàng loạt các ứng dụng khác nhau. Hiện nay với sự phát triển của ngành vật lí và mạ điện hóa, vật liệu Niken – Coban có nhiều ứng dụng mới như làm băng thu âm từ, lớp mạ composite, khả năng chống ăn mòn.
ở Việt Nam hiện nay chưa có tác giả nào nghiên cứu về hợp kim cũng như composite Niken-Coban, mặt khác các tác giả chỉ quan tam đến các tính chất vật lí của loại vật liệu này mà chưa chú trọng đến tính chất điện hóa, đặc biệt là khả năng xúc tác cho một số phản ứng hữu cơ. Trên cơ sở đó, để nâng cao những hiểu biết cũng như các tính chất của loại vật liệu này, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: Nghiên cứu điều chế và tính chất điện hóa của lớp phủ composite Niken-Coban bằng phương pháp điện hóa.

Mục lục
Trang
Mở đầu 1
Chương 1: Tổng quan
1.1. Giới thiệu về Niken . 2
1.1.1. Lịch sử về Niken . 2
1.1.2. Vài nét chung và ứng dụng của Niken . 2
1.1.3. Tính chất hoá học của Niken . 4
1.2. Giới thiệu về Coban . 5
1.2.1. Tính chất chung của Coban 5
1.2.2. Trạng thái tồn tại của Coban . 6
1.3. Giới thiệu về Nhôm oxit . 6
1.4. Lý thuyết về công nghệ mạ điện . 7
1.4.1.Sự hình thành lớp mạ điện . 7
1.4.2. Cơ chế tạo thành lớp mạ điện . 9
1.4.2.1. Điều kiện xuất hiện tinh thể 9
1.4.2.2. Quá trình hình thành và tổ chức tinh thể 10
1.4.2.3. Sơ đồ nguyên lý mạ điện 12
1.4.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình điện cực 12
1.4.3.1. Điều kiện phóng điện đồng thời của các ion kim loại 12
1.4.3.2. ảnh hưởng của chế độ mạ 13
1.4.3.3. Thành phần chất điện giải 14
1.4.3.4. Chất dẫn điện 14
1.4.3.5. Chất đệm . 14
1.5. Mạ Niken – Coban 14
1.5.1. Mạ Niken . 14
1.5.2. Mạ Coban 19
1.6. Mạ composite 20
Chương 2: Phương pháp nghiên cứu
2.1. Các phương pháp nghiên cứu 22
2.1.1. Phương pháp dòng- thế tuần hoàn . 22
2.1.2. Phương pháp nhiễu xạ tia X 24
2.1.3. Phươơng pháp hiển vi điện tử quét SEM và phân tích EDX . 26
2.1.4. Đo từ độ bão hòa 27
2.2. Thực nghiệm 27
2.2.1. Dụng cụ và thiết bị . 27
2.2.2. Hoá chất 29
2.2.3. Nội dung đề tài 29
Chương 3: Kết quả và thảo luận
3.1. Điều kiện phóng điện đồng thời của Ni – Co 31
3.2. Lớp phủ hợp kim 32
3.2.1.ảnh hưởng của một số yếu tố đến thành phần lớp phủ hợp kim 32
3.2.1.1. ảnh hưởng tỉ lệ nồng độ mol/lít Ni2+:Co2+ đến thành phần lớp phủ hợp kim
32
3.2.1.2. ảnh hưởng của nhiệt độ đến thành phần lớp phủ hợp kim . 33
3.2.2. Đánh giá tính chất của lớp phủ Ni-Co . 34
3.2.2.1. Đánh giả khả năng dẫn điện trong dung dịch Feroferi kalixyanua 34
3.2.2.2. Đánh giá tính chất lớp phủ Ni-Co trong môi trường kiềm . 36
3.2.2.3. Đánh giá độ bền của lớp phủ Ni-Co trong NaCl 38
3.3. Lớp phủ composite Niken – Coban 39
3.3.1.ảnh hưởng của một số yếu tố đến thành phần lớp phủ composite . 39
3.3.1.1. Đánh giá ảnh hưởng của Al2O3 đến thành phần lớp phủ composite 39
3.3.1.2. ảnh hưởng của nhiệt độ đến thành phần lớp phủ composite . 42
3.3.2. Đánh giá tính chất của lớp phủ composite Ni-Co-Al2O3 44
3.3.2.1. Đánh giá khả năng dẫn điện trong dung dịch Feroferi kalixyanua. 44
3.3.2.2. Đánh giá tính chất của lớp phủ composite trong môi trường kiềm. 45
3.3.2.3. Đánh giá độ bền của lớp phủ composite trong môi trường NaCl 47
3.4. Đánh giá từ tính của lớp phủ hợp kim và lớp phủ composite . 50
3.5. Khả năng xúc tác oxi hóa điện hóa etanol trong môi trường kiềm của lớp phủ composite Ni-Co-Al2O3 .
52
3.5.1. Khả năng xúc tác của lớp phủ composite cho quá trình oxi hóa điện hóa etanol trong môi trường kiềm
52
3.5.2. ảnh hưởng của nồng độ etanol đến khả năng xúc tác của lớp mạ composite Ni-Co-Al2O3 .
54
Kết luận 56
Tài liệu tham khảo
Phụ Lục