Vol. 54 (2018), Issue 3, p. 21-33

Электроосаждение композиционных покрытий Ni–TiO₂ с использованием электролита на основе низкотемпературного эвтектического растворителя

Данилов Ф.И., Китык А.А., Шайдеров Д.А., Богданов Д.А., Корний С.А., Проценко В.С.

Abstract

УДК 621.357

Низкотемпературные эвтектические растворители (НЭР) рассматриваются как весьма перспективные аналоги ионных жидкостей. НЭР могут внести существенный вклад в развитие новейших эффективных, экономичных и экологически безопасных технологий, прежде всего в инженерии поверхности и электроосаждении. В работе исследовано электроосаждение композиционных покрытий Ni–TiO₂ из электролита на основе низкотемпературного эвтектического растворителя ethaline. Частицы диоксида титана вводились в электролит в виде нанопорошка Degussa P 25. Показано, что содержание диоксида титана в электроосажденном композите зависит от режима перемешивания, плотности тока и концентрации TiO₂в электролите и может достигать 2,35 (масс.)%. Охарактеризованы микроструктура и морфология поверхности полученных композиционных осадков. Отмечено формирование нанокристаллической никелевой матрицы. Внедрение частиц TiO₂ в покрытие на основе никеля приводит к увеличению микротвердости осадков. Данные, полученные методом спектроскопии электродного импеданса, показывают повышение коррозионной стойкости осадков при включении частиц диоксида титана в покрытие. Композиционные Ni–TiO₂ осадки проявляют фотокаталитическую активность по отношению к реакции фотохимического разложения органического красителя метиленового синего в водном растворе.

Ключевые слова: электроосаждение, никель, диоксид титана, композиционные осадки, низкотемпературный эвтектический растворитель.

Deep eutectic solvents (DESs) are nowadays considered to be very promising analogues of room temperature ionic liquids. DESs can make a significant contribution to the development of novel efficient, economic, and environmentally friendly processes, particularly in surface engineering and electroplating. The electrodeposition of Ni–TiO₂ composite coatings from an electrolyte based on a deep eutectic solvent, ethaline, has been studied in this work. Titania particles were introduced into the plating bath in the form of Degussa P 25 nano-powder. The content of titania in electro-deposited composite coatings was shown to depend on the stirring rate, the current density, and the TiO₂ concentration in the electrolyte; it can reach ~ 2.35 wt.%. Both the microstructure and the surface morphology of the obtained composite layers were characterised. The formation of the nanocrystalline nickel matrix was detected. The introduction of TiO₂ particles into nickel-based coatings resulted in an increase in the microhardness of deposits. The data obtained by electrochemical impedance spectra technique revealed an improvement in the corrosion resistance of coatings due to titania particles incorporation into deposits. The Ni–TiO₂ composite coatings manifested a photocatalytic activity towards the reaction of photo-chemical degradation of methylene blue organic dye in water solution.

Keywords: electrodeposition, nickel, titania, composite coating, deep eutectic solvent.

Download full-text PDF. 2718 downloads

Menu

Vol. 54 (2018), Issue 3, p. 21-33

Электроосаждение композиционных покрытий Ni–TiO2 с использованием электролита на основе низкотемпературного эвтектического растворителя

Abstract

Электроосаждение композиционных покрытий Ni–TiO₂ с использованием электролита на основе низкотемпературного эвтектического растворителя