[发明专利]一种镍磷铬纳米二氧化钛非晶纳米复合材料的制备方法

说明书

技术领域：

本发明属于防腐蚀工程领域，特别涉及一种镍磷铬纳米二氧化钛(Ni-P-Cr/nano-TiO₂)非晶纳米复合材料的制备方法，用于防海水和海水微生物腐蚀。

背景技术：

防海水腐蚀一直是全球十分重视的课题。且近年来污染导致海水的富营养化使海水微生物繁殖泛滥，使来自海水电解质和海洋微生物两方面的腐蚀严重地影响着诸如石油钻井架、舰船及其他海洋设施的寿命和安全。过去大多数研究更多重视的是耐海水腐蚀涂层的研发，而对微生物腐蚀研究大多是研究其对材料腐蚀的影响，抗菌也大多采用局部化学杀菌和改变微生物生存条件的手段。近年来有人将杀菌性能好的TiO₂纳米颗粒和材料结合起来，赋予材料自身的抗菌能力，但针对海水微生物耐蚀的新型功能材料的研发却少见报道。

J.Novakovic等在Surface&Coating Technology，2006，201：895-901报道，用化学镀方法制备了Ni-P-TiO₂复合镀层，并研究了在3.5％NaCl溶液中的腐蚀电阻，其腐蚀电阻为51.76kΩ·cm^-2，腐蚀速率为0.015mm/a。而同样方法制备的Ni-P合金的腐蚀电阻为32.48kΩ·cm^-2。但他们没有报道该镀层有耐海水微生物腐蚀的性能。

刘宏芳等在材料保护，1999，32(11)报道了用化学镀Ni-P和Ni-Mo-P可提高Q230钢耐微生物腐蚀能力，其中Ni-P镀层P含量为8.56wt％，Ni-Mo-P镀层中P含量为4.59wt％，Mo含量为17.19wt％。将试片置于含SRB的培养基介质中进行腐蚀试验，发现Q230钢在SRB的培养基介质的腐蚀速率为0.0339mm/a，Ni-P的为0.0145mm/a，Ni-Mo-P的为0.0438mm/a。其材料虽然有一定的耐微生物腐蚀的性能，但效果并不是很好，且并不完全针对海水微生物腐蚀。

发明内容

本发明的目的是研制一种不仅具有很好的耐海水腐蚀的特性，也能有效的防止以硫酸盐还原菌为代表的海洋微生物的腐蚀的复合材料。

一种镍磷铬纳米二氧化钛(Ni-P-Cr/nano-TiO₂)非晶纳米复合材料的制备方法，其特征是：阳极为镍板，阴极为A3钢，电镀液定容后的配比为：NiCl₃·6H₂O20.0-40.0g/L，CrCl₃·6H₂O 70.0-100.0g/L，柠檬酸钠(C₆H₅Na₃O₇·2H₂O)40.0-50.0g/L，H₃BO₃ 25.0-40.0g/L，NaH₂PO₂·H₂O 30.0g/L，NH₄Cl 50.0g/L，KBr10.0g/L，HCOOH 30.0-40.0ml/L。将NiCl₃·6H₂O、CrCl₃·6H₂O、柠檬酸钠(C₆H₅Na₃O₇·2H₂O)、H₃BO₃、NaH₂PO₂·H₂O、NH₄Cl、KBr、HCOOH用去离子水溶解定容后加入用AAO模板制备的内径约为40nm-60nm、外径为70nm-90nm纳米TiO2管2.0-10.0g/L或直径为70nm-100nm纳米TiO2线，超声分散完毕用冷却水冷却至18～22℃，在室温放置稳定30-60min后开始电镀，沉积条件：18-22℃，沉积时间120min，电流密度60-220mA/cm²，磁力搅拌5r/s。

AAO(阳极氧化铝膜)模板法制备TiO₂纳米管和纳米线：