发泡银的电沉积制备及性能研究

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金属银是工业上常用的催化剂,但电解金属银催化剂存在孔隙率低、有效反应表面积小、耐热性差等问题。发泡银具有孔隙率高、比表面积大、质量轻、通透性好、热传导率低等优良性能,是替代现有银催化剂的理想材料。本文研究了以聚氨酯泡沫为基体,经预处理、化学镀、电镀、烧解和还原烧结等工序的电沉积法制备发泡银的工艺。预处理实验结果表明:采用有机除油和化学除油即可清除聚氨酯泡沫表面油污;反复充分挤压泡沫,控制聚氨酯泡沫均匀减重2.0~3.0mg·cm-3可获得良好的粗化效果;用硝酸银型代替氯化钯做活化剂,并施以适当的工艺同样可取得良好的活化效果。研究了还原剂种类及含量、银离子浓度、PH值、稳定剂对化学镀质量、电导率、镀速等的影响,结果表明:使用葡萄糖还原剂,控制镀液中银离子浓度为5~6g·L-1、葡萄糖浓度为10~12g·L-1、硫脲浓度为0.5mg·L-1、镀液PH值为12~13时,在聚氨酯泡沫上可获得较理想的化学镀银效果。研究了PH值、温度、时间、阴极电流密度等对电沉积银质量的影响,结果表明:电镀液温度为25℃左右,PH值为9.0左右,阴极电流密度为0.3~0.4A·dm-2,可获得晶粒细小、表面光亮的银镀层。电镀后的聚氨酯泡沫经600℃烧解和800~850℃氢气还原烧结,得到了结构均匀的发泡银。扫描电镜等测试分析结果表明:实验制得的发泡银由空间伸展的五边形窗的多面体结构组成,其骨架为中空的、非封闭式的管状“通道”,骨架表面有许多颗粒状分散的微小凸起。实验制得的发泡银为纯结晶银,其比表面积(BET)为0.5994m2·g-1,抗拉强度达到0.73MPa,孔隙率≥98%,室温下反复弯曲不折断次数≥6。
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