本文關(guān)鍵詞： 微蝕體系 二氧化錳 Mn(Ⅱ) Mn(Ⅳ) 微蝕機(jī)理　出處：《陜西師范大學(xué)》2015年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)表面微蝕一般采用鉻酸/硫酸溶液體系,然而六價(jià)鉻會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生較大危害,環(huán)境友好的二氧化錳微蝕體系可以替代傳統(tǒng)的微蝕體系,減少對(duì)環(huán)境的污染。本實(shí)驗(yàn)室經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)研究表明：在二元微蝕體系(MnO2-H2SO4)中,當(dāng)二氧化錳的量為30 g/L,硫酸濃度為12.3 mol/L,70℃處理20 min時(shí),ABS表面能達(dá)到良好的微蝕效果。而三元微蝕體系(MnO2-H3PO4-H2SO4)中,當(dāng)二氧化錳的量為60 g/L,磷酸濃度是4.2 mol/L,硫酸濃度是10.7mol/L,在60℃處理10 min時(shí),ABS表面的粗化度和親水性最佳。與二元微蝕體系相比,三元體系處理溫度低,處理時(shí)間短,且ABS表面粘接強(qiáng)度高。為了解釋二氧化錳微蝕體系對(duì)ABS的微蝕機(jī)理,本文展開(kāi)相關(guān)的研究工作。首先,對(duì)于二元微蝕體系,采用飽和溶液緩慢降溫的方法,成功的培養(yǎng)了配合物[Mn(SO4)2(H2O)2]2H2O的晶體,從而首次在強(qiáng)酸水溶液中得到了Mn(Ⅳ)配合物的晶體,并確定了配合物的結(jié)構(gòu)。[Mn(SO4)2(H2O)2]2H2O配合物中Mn(Ⅳ)為六配位的八面體結(jié)構(gòu),每一個(gè)Mn(Ⅳ)與四個(gè)硫酸根離子和兩個(gè)水分子配位,而每一個(gè)硫酸根通過(guò)其兩個(gè)氧原子與兩個(gè)Mn(Ⅳ)連接,形成鏈狀結(jié)構(gòu)。分子間通過(guò)水分子氫鍵相連接,從而形成一個(gè)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。通過(guò)配合物的結(jié)構(gòu)解析,本文明確了可溶性的Mn(Ⅳ)在二氧化錳-硫酸微蝕體系中存在,比較合理地解釋了二氧化錳-硫酸體系的微蝕機(jī)理。另外,本實(shí)驗(yàn)對(duì)此配合物進(jìn)行了熱重分析,紅外表征,紫外分析,CV電化學(xué)表征。其次,在二氧化錳體系的微蝕機(jī)理的研究過(guò)程中,通過(guò)水熱法培養(yǎng)了一種新的二價(jià)錳的配合物Mn5(HPO4)4(μ-OH)2(H2O)2的晶體,并確定了其結(jié)構(gòu)。配合物Mn5(HPO4)4(μ-OH)2(H2O)2中的每一個(gè)配位中心Mn(Ⅱ)都為六配位的八面體結(jié)構(gòu)。每個(gè)分子中含有5個(gè)Mn(Ⅱ),包含3種不同類(lèi)型的Mn(Ⅱ).其中,Mnl與1個(gè)單齒配體H2O上的O,4個(gè)來(lái)自HP042-上的O,1個(gè)OH-上的O配位；Mn2與5個(gè)來(lái)自HP042-上面的O,1個(gè)OH-上面的O配位；Mn3與6個(gè)來(lái)自HPO42-上面的O配位。分子鏈兩端連接兩個(gè)H20,分子鏈上Mn(Ⅱ)之間除了通過(guò)共用的HP042-連接在一起外,Mnl與Mn2之間還通過(guò)橋接OH-連接,而HP042-通過(guò)三個(gè)O連接三個(gè)Mn(Ⅱ),從而形成復(fù)雜的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。并對(duì)此種Mn(Ⅱ)配合物進(jìn)行了熱重分析,紅外表征等。最后,對(duì)三元體系的微蝕機(jī)理進(jìn)行了研究,從紫外分析中可以得出加入磷酸之后,使得Mn(Ⅳ)和H3P04之間形成了配合物,而且配合物的配位能力強(qiáng)于Mn(Ⅳ)和H2S04間的配位,這樣能夠使得Mn(Ⅳ)更穩(wěn)定存在。因此,微蝕液中的Mn(Ⅳ)的量增加,微蝕液的氧化能力提高。從而,三元微蝕體系的微蝕效果明顯高于二元微蝕體系,初步從實(shí)驗(yàn)上驗(yàn)證和解釋了三元微蝕體系的微蝕機(jī)理。本文的研究結(jié)果表明：為了更深入的了解微蝕體系的作用原理,本文進(jìn)行了微蝕機(jī)理的探究,發(fā)現(xiàn)Mn(Ⅳ)以配合物的形式存在于微蝕液中。對(duì)于二元微蝕體系中Mn(Ⅳ)和H2SO4形成配合物。而在三元微蝕體系中,由于加入了H3P04后,H3P04的配位能力強(qiáng)于H2S04,所以溶液中存在的Mn(Ⅳ)的量增加,微蝕效果更加明顯。
[Abstract]:Acrylonitrile butadiene styrene (ABS) surface etching by chromic acid / sulfuric acid solution, however six chromium will cause great harm to the environment, environmental friendly micro etching system of manganese dioxide micro etching system can replace the traditional, to reduce environmental pollution. The laboratory after a large number of experimental studies show that in the two yuan inhibition system (MnO2-H2SO4), when the amount of manganese dioxide was 30 g/L, sulfuric acid concentration of 12.3 mol/L, 70 C 20 min treatment, the surface of ABS can reach microetch good results. While the three yuan micro etching system (MnO2-H3PO4-H2SO4), when the amount of manganese dioxide was 60 g/L, the concentration of phosphoric acid is 4.2 mol/L, sulfuric acid the concentration is 10.7mol/L, 60 degrees in the treatment of 10 min, ABS surface coarse degree and hydrophilic best. Compared with the two yuan micro etching system, three element system of low processing temperature, processing time is short, and the surface of ABS high bonding strength. In order to explain the micro manganese dioxide 铓，

本文編號(hào)：1482833