發(fā)布時間：2020-12-13 02:34

　　多壁碳納米管（MWCNT）以其獨特的力學、電學、化學特性以及一維分子結(jié)構(gòu),在未來復合材料領(lǐng)域中具有許多潛在的應用價值。如今,金屬／碳納米管復合材料由于具有比純金屬更優(yōu)異的機械性能和導電性能而受到廣泛的關(guān)注。本實驗利用電沉積技術(shù)（直流電沉積、脈沖電沉積）從含有碳納米管的酸性硫酸銅電鍍液中制備了銅／碳納米管復合薄膜。本文研究了電沉積過程中各項參數(shù)對復合薄膜效果的影響,如碳納米管在復合電鍍液中的濃度、電鍍液pH值、電流密度、電沉積時間等。同時,本文通過Zeta電位測試、陰極極化測試、循環(huán)伏安測試和交流阻抗測試對碳納米管與金屬銅復合電沉積過程的形成機理進行了探討。本研究還重點考察了第二相粒子在復合電沉積過程中的行為與作用,并詳細描述了銅／碳納米管復合電沉積的關(guān)鍵步驟。根據(jù)實驗現(xiàn)象進行分析從而得出以下結(jié)論：脈沖電沉積相比直流電沉積而言,能夠獲得結(jié)構(gòu)致密、碳納米管含量較高且分散均一的銅／碳納米管復合薄膜。正交實驗的結(jié)果表明,最佳的工藝參數(shù)是：碳納米管在復合電鍍液中的濃度為1.0 g·L-1,脈沖電流Jp=20 A·dm-2,脈沖導通時間ton=40 ms,脈沖關(guān)斷時間toff=960 ms。制得的... 

【文章來源】：北京化工大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 碳納米管的研究概況
        1.2.1 碳納米管的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及應用
        1.2.2 碳納米管的純化及分散性能研究
    1.3 碳納米管復合材料的研究進展
        1.3.1 碳納米管復合材料的種類及其應用
        1.3.2 金屬/碳納米管復合材料的制備方法
        1.3.3 銅/碳納米管復合材料的制備及其應用
    1.4 納米復合電鍍
        1.4.1 納米復合電鍍的概念
        1.4.2 納米復合鍍層的影響因素
        1.4.3 納米復合電鍍的理論模型及其機理研究
    1.5 本課題的研究情況
        1.5.1 主要內(nèi)容及意義
        1.5.2 難點分析
        1.5.3 創(chuàng)新性
第二章 碳納米管的純化及表面修飾
    2.1 前言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗原料及儀器
        2.2.2 實驗步驟
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 鹽酸純化碳納米管
        2.3.2 聚乙烯吡咯烷酮（PVP）修飾碳納米管
        2.3.3 混酸修飾碳納米管
    2.4 本章小結(jié)
第三章 直流電沉積法制備銅/碳納米管復合薄膜
    3.1 前言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗原料及儀器
        3.2.2 實驗流程圖及步驟
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 用鹽酸純化后的碳納米管進行電沉積
        3.3.2 用聚乙烯吡咯烷酮修飾后的碳納米管進行電沉積
        3.3.3 用混酸修飾后的碳納米管進行電沉積
    3.4 本章小結(jié)
第四章 銅/碳納米管復合薄膜的納米復合電沉積機理研究
    4.1 前言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗原料及儀器
        4.2.2 實驗步驟
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 陰極極化曲線測試
        4.3.2 循環(huán)伏安測試
        4.3.3 交流阻抗測試
        4.3.4 銅/碳納米管復合薄膜的電化學過程形成機理
    4.4 本章小結(jié)
第五章 脈沖電沉積法制備銅/碳納米管復合薄膜
    5.1 前言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 實驗原料及儀器
        5.2.2 實驗流程圖及步驟
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 晶體結(jié)構(gòu)分析（XRD）
        5.3.2 表面形貌分析（SEM）
        5.3.3 組成成分分析（EDX）
        5.3.4 截面形貌分析（CP）
        5.3.5 性能表征
        5.3.6 脈沖電沉積參數(shù)對復合薄膜的影響
    5.4 本章小結(jié)
第六章 復合薄膜中碳納米管相對含量的研究
    6.1 前言
    6.2 實驗部分
        6.2.1 實驗原料及儀器
        6.2.2 實驗流程圖及步驟
    6.3 結(jié)果與討論
        6.3.1 陽極溶解復合薄膜
        6.3.2 靜電自主裝法修飾碳納米管
        6.3.3 復合電鍍液中引入超分散劑聚丙烯酸（PAA）
    6.4 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論
參考文獻
致謝
研究成果及發(fā)表的學術(shù)論文
作者和導師簡介
北京化工大學碩士研究生學位論文答辯委員會決議書


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]多壁碳納米管的純化及修飾[J]. 沈劍鋒,黃瑋石,吳利平,胡軼喆,李俊,葉明新.  材料導報. 2006(S1)
[4]碳納米管的化工應用前景[J]. 李增新,孟韻,梁強.  現(xiàn)代化工. 2006(S1)
[5]碳納米管的共價修飾[J]. 苑偉康,吳洪,姜忠義,許松偉.  有機化學. 2006(11)
[6]陶瓷/碳納米管復合材料的制備、性能及韌化機理[J]. 沈軍,張法明,孫劍飛.  材料科學與工藝. 2006(02)
[7]碳納米管銅基復合材料的制備[J]. 許龍山,陳小華,吳玉蓉,潘偉英,徐海洋,張華.  中國有色金屬學報. 2006(03)
[8]碳納米管復合材料的研究應用現(xiàn)狀與展望[J]. 郭鐵波,楊慶祥.  燕山大學學報. 2006(01)
[9]納米復合鍍層的研究現(xiàn)狀[J]. 蔣斌,徐濱士,董世運,王紅美.  材料保護. 2002(06)
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本文編號：2913727