[发明专利]化学沉积镍-磷-纳米二氧化钛光催化复合涂层镀液及其镀覆方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种表面化学沉积镍-磷-二氧化钛(Ni-P-TiO₂)复合涂层制备方法，具体地说是通过化学镀方法制备具有优良耐磨、耐腐蚀及光催化性能的镍-磷-二氧化钛Ni-P-TiO₂功能涂层。

背景技术

纳米二氧化钛TiO₂在光的照射下通过把光能转化为化学能，促进化合物的合成或使化合物的降解。纳米二氧化钛TiO₂光催化材料光催化降解是一种高效的深度氧化过程，它的优点是：光照后不发生光腐蚀，耐酸碱性好，耐高温高压，化学性质稳定，对生物无毒性；来源丰富，能隙较大，产生光生电子和空穴的电势电位高，有很强的氧化性和还原性，在有机合成、光解水、环境治理等领域显示广阔的应用前景。然而在纳米二氧化钛TiO₂的实际使用中，大多是采用悬浮体系，纳米二氧化钛TiO₂粉末催化剂存在着易失活、易团聚和回收难等缺点，这也是纳米二氧化钛TiO₂在光催化降解有机污染物领域不能实现产业化的重要原因。

化学复合沉积是通过向化学沉积液中加入具有特殊性能的惰性固体颗粒，使之与基质金属共沉积，从而制备具有特殊性能的复合功能涂层。以镍-磷(Ni-P)合金作为复合涂层的基质金属发展最快。随着对复合材料的研究开发，越来越多的金属和合金可用作复合涂层的基质，用于复合沉积的不溶性颗粒也大大扩展了。人们通过在化学沉积液中加入不同的颗粒(Al₂O₃、SiC、CaF₂、石墨、PTFE等)获得具有耐腐蚀、耐磨损、自润滑、高硬度等功能性复合涂层。

发明内容

为了解决纳米二氧化钛TiO₂光催化剂存在的易失活、易团聚和回收难等问题，本发明提供一种化学沉积镍-磷-纳米二氧化钛光催化复合涂层镀液及其镀覆方法。

化学沉积镍-磷-纳米二氧化钛光催化复合涂层镀液包括下列配比的化学原料：

硫酸镍15～30g/L、次亚磷酸钠24g/L、乳酸30mL/L、丙酸3g/L、硼酸4.5g/L、纳米二氧化钛2～8g/L、乙酸铅2mg/L、十二烷基苯磺酸钠50～200mg/L；

将上述化学原料溶于1L蒸馏水中，混合均匀即可。

化学沉积镍-磷-纳米二氧化钛光催化复合涂层镀液的镀覆方法包括下述操作步骤：

a.配制镍-磷(Ni-P)合金镀液

按上述配方，除二氧化钛和乙酸铅外，取其它化学原料溶于820-900mL蒸馏水中，，配制得化学沉积镍-磷(Ni-P)合金镀液；

b.添加纳米二氧化钛颗粒

在纳米二氧化钛中加入100mL蒸馏水、乙酸铅混合配制成悬浊液，超声波振荡0.5h后，添加到化学沉积镍-磷(Ni-P)合金镀液中，得复合涂层镀液；

c.在工件表面镀覆复合涂层镀液

调整复合涂层镀液pH值4.0～5.5，在温度75～90℃条件，施镀时间2h，所得涂层基体为：镍-磷(Ni-P)合金成分为磷％≈3～11wt％，余量为镍，纳米二氧化钛复合量≈4.70～11.32wt％。

所述纳米二氧化钛的颗粒度为5～20nm；相结构中，锐钛矿型占＞90％，余量为金红石型和非晶态。

本发明采用化学复合沉积技术，在镍-磷(Ni-P)合金的化学镀液中加入二氧化钛TiO₂纳米粒子，使其于基质金属同沉积，可以得到纳米二氧化钛TiO₂化学复合镀层。基于纳米粒子的特殊性，制得的复合镀层会呈现出很多独特的性能。将纳米二氧化钛TiO₂引入化学镀液与镍-磷Ni-P基体共沉积，制备镍-磷Ni-P/纳米二氧化钛TiO₂化学复合镀层，为纳米二氧化钛TiO₂实际运用提供了一种切实可行的负载方法。

本发明的有益技术效果体现在下述几个方面：

1、本发明Ni-P-纳米TiO₂化学沉积液加入稳定剂乙酸铅较现有的纳米化学复合沉积液稳定性高不易分解。