【摘 要】
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电解铜箔作为锂电池负极集流器的主要器件,由于长期处于腐蚀性较强的环境中,因此需要对其表面进行钝化处理。国内大部分企业常用三价铬酸盐对其进行转化,而Cr（Ⅲ）、Cr（Ⅵ）对人体及环境危害性极大,探寻一种新型环保表面处理工艺迫在眉睫。硅烷化处理技术属于近年来的研究热点,但单一硅烷膜在使用上受到一定限制,添加缓蚀剂是提高其性能的途径之一。本文旨在研究CeO2纳米粒子和Ce（NO3）3作为抑制剂加入到γ-
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电解铜箔作为锂电池负极集流器的主要器件,由于长期处于腐蚀性较强的环境中,因此需要对其表面进行钝化处理。国内大部分企业常用三价铬酸盐对其进行转化,而Cr（Ⅲ）、Cr（Ⅵ）对人体及环境危害性极大,探寻一种新型环保表面处理工艺迫在眉睫。硅烷化处理技术属于近年来的研究热点,但单一硅烷膜在使用上受到一定限制,添加缓蚀剂是提高其性能的途径之一。本文旨在研究CeO2纳米粒子和Ce（NO3）3作为抑制剂加入到γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂（APTES）中对电解铜箔的缓蚀效应,并讨论了Ce3+改性纳米粒子后,膜层耐蚀形成机理。研究工作如下:（1）本文以9μm电解铜箔为基体,设计正交实验及单因素实验,确定各因素的最佳组合水平,在铜箔表面制备硅烷薄膜。对单一硅烷膜层进行XPS结构表征,实验发现表面存在Si-O-Si、Cu/Si O2等分子键,说明APTES硅烷膜被涂覆在基体上。FTIR分析也证明了这一点,同时,在膜层中发现未水解的-OH键。（2）通过电化学极化曲线确定Ce（NO3）3、CeO2的最佳浓度分别为25mg/L、12.5mg/L。将改性硅烷膜试样和空白试样（未进行任何处理的试样）进行对照实验,评估各膜层耐蚀性能。EIS谱图结果显示,Ce3+/CeO2/APTES混杂膜层相比单一APTES膜层、Ce3+/APTES膜层、CeO2/APTES膜层具有更高阻抗模值以及更大半径圆弧。拟合参数表明,随着缓蚀剂的加入,R值增大,CPE值减小,防护效果不断加强。在缓蚀剂存在的情况下,Ce3+/APTES膜层性能稍强于CeO2/APTES膜层,但根据盐水浸泡实验和电化学测试分析可知,长时间浸泡下,CeO2/APTES膜层对介质屏蔽作用相对较弱。Ce3+活化CeO2后有效的改善了膜层的耐久性能。（3）通过对改性后的CeO2粒子分析,阐述两种缓蚀剂的协同机理。XPS、FTIR、XRD显示,Ce3+活化的CeO2与硅烷形成Ce-O-Si分子键,储存在硅烷网络结构中,加强缓蚀剂与硅烷之间的联系,提供优异的腐蚀保护。
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