2024年, 第43卷, 第05期　
刊出日期：2025-07-11

  

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  渗透剂JFC对高强度钢氨羧配位体系无氰镀镉-钛合金的影响

  徐雷, 鲍其鹏, 王亚齐, 陈沙, 张骐, 詹中伟

  电镀与涂饰. 2024, 43(05): 1-7. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.05.001

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  [目的]采用氨羧配位体系电镀Cd–Ti合金过程中会出现较多气泡，需要频繁对零件进行抖动。[方法]在氨羧配位体系Cd–Ti合金镀液中添加渗透剂JFC作为润湿剂，研究了渗透剂JFC对镀液性能、镀层性能及基体氢脆性的影响。[结果]渗透剂JFC不仅能够改善镀液的均镀能力，提高Cd–Ti合金镀层的外观、抗腐蚀等性能，而且不会给基体氢脆性带来负面影响。[结论]本文的研究结果可为氨羧配位体系无氰电镀Cd–Ti合金工艺的进一步推广应用奠定基础。
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  航空发动机零件环保无氰镀铜工艺

  李振, 朱亦晨, 冯小珍, 王欣, 王国奇

  电镀与涂饰. 2024, 43(05): 8-13. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.05.002

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  [目的]寻求适用于航空发动机的无氰镀铜工艺，适应绿色环保的发展需求。[方法]从阴极电流效率、深镀能力、均镀能力和沉积速率几个方面对比分析了无氰镀铜溶液和氰化物镀铜溶液的性能，并通过比较镀层外观、结合力、防渗性能和氢脆性，验证了无氰镀铜层的优越性能。[结果]无氰镀铜溶液的上述性能都与氰化物镀铜溶液相当，所得Cu镀层的各项性能均满足航空标准HB/Z 5069–2011的要求。[结论]本研究的无氰镀铜工艺可替代氰化物镀铜工艺，可用于航空发动机零件制造。
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  镀液中钨酸钠浓度对电沉积镍-钨合金性能的影响

  王二立, 张长科, 陆欣, 鞠辉

  电镀与涂饰. 2024, 43(05): 14-21. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.05.003

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  [目的]研究镀液中钨酸钠浓度对Ni–W合金镀层性能的影响，制备适合在高温环境中应用的耐磨Ni–W合金镀层。[方法]通过改变镀液中钨酸钠的质量浓度，采用直流电沉积法在20Cr Mo A钢表面制备了不同W质量分数的Ni–W合金镀层。研究了钨酸钠质量浓度对沉积速率，以及Ni–W合金镀层的W质量分数、形貌、密度、显微硬度和抗高温氧化性能的影响。[结果]镀液的钨酸钠浓度显著影响着Ni–W合金镀层的W质量分数，进而影响镀层的形貌、内应力、显微硬度及抗高温氧化性能。镀液中钨酸钠的质量浓度为40 g/L时，所得Ni–W合金镀层平整致密，无裂纹，W质量分数为34.82%，密度约为10.88 g/cm3，经500°C热处理后的显微硬度高达1 199.6 HV，抗高温氧化能力远优于兵器工业中常用的PCr Ni3Mo VA合金钢。[结论]本文的研究结果可为Ni–W合金镀层在武器身管等高温高磨损环境中的应用提供实验依据。
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  耐磨零部件的电刷镀铬修复

  许剑飞, 喻世臣, 朱平, 黄宁, 王宏锋, 沈长斌, 徐常恩, 黄诗铭

  电镀与涂饰. 2024, 43(05): 22-30. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.05.004

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  [目的]某耐磨镀铬零部件长期依赖进口，在服役过程中会出现磨损、腐蚀等问题，对其进行修复再制造不仅符合绿色制造的理念，更可以大幅降低设备的运维成本，减少材料消耗。[方法]使用电刷镀铬技术对该零部件进行修复，对比了修复件和全新件表面Cr镀层的微观组织、表面粗糙度、显微硬度、耐磨性及耐蚀性，以探究电刷镀铬修复用于该零件的可行性。[结果]修复件的Cr镀层为光亮的银灰色，其微观形貌、显微硬度、表面粗糙度和耐蚀性都与全新件的Cr镀层相近，耐磨性则更优。[结论]电刷镀铬可用于修复该类零件，本文的研究结果有助于提高相应设备的国产化程度。
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  改良森吉米尔法热镀锌带钢针状漏镀缺陷原因分析及控制

  夏雪松, 张少霜, 梁媛媛, 王益民, 胡少梅, 郭瑞科, 宋仁伯, 冯贝佳

  电镀与涂饰. 2024, 43(05): 31-38. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.05.005

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  [目的]探究改良森吉米尔法连续热镀锌生产线上高强支架钢表面针状漏镀缺陷的产生机理，提出相应的控制措施。[方法]通过激光共聚焦显微镜、扫描电镜等对针状漏镀缺陷的形貌特征和元素分布进行了分析。[结果]漏镀缺陷在带钢表面随机分布，呈黑色针眼状。在漏镀缺陷的亚表面存在Cr、Mn等合金元素富集现象，这些合金元素在带钢表面发生外氧化，使得表面可镀性下降，从而产生针状漏镀缺陷。[结论]在明火加热段对带钢预氧化，以及在退火段促进合金元素发生内氧化，可以有效预防针状漏镀缺陷的产生。
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  应用于封装凸块的亚硫酸盐无氰电镀金工艺

  焦玉, 李哲, 任长友, 邓川, 王彤, 刘志权

  电镀与涂饰. 2024, 43(05): 39-45. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.05.006

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  [目的]在工业可持续发展战略下，环保无氰电镀金技术正逐步替代传统氰化物电镀金技术，并在微电子封装领域中得到推广应用。[方法]针对液晶驱动芯片封装晶圆电镀金凸块工艺制程，开发出一种新型亚硫酸盐无氰电镀金配方和工艺。[结果]自研无氰电镀金药水中添加了有机膦酸添加剂和晶体调整剂，前者能够充分抑制镍金置换，后者有助于形成低应力的等轴晶组织，可避免施镀过程中国产光刻胶挤出变形现象。该自研无氰电镀金工艺应用于晶圆时可获得微观表面平整均匀和无缺陷的金凸块。[结论]该自研无氰电镀金工艺能够满足晶圆级封装的要求，具备很好的推广应用潜力。
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  不同因素对倒装芯片球栅格阵列多阶盲孔可靠性的影响

  杨智勤, 吴鹏, 熊佳, 魏炜, 汪鑫

  电镀与涂饰. 2024, 43(05): 46-55. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.05.007

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  [目的]倒装芯片球栅格阵列(FC-BGA)产品广泛应用于电脑、服务器等的中央处理器(CPU)或图形处理器(GPU)，其可靠性非常重要。[方法]以多阶FC-BGA产品为载体，设计专用的通盲孔孔链科邦(简称R-shift科邦)，以R-shift科邦在冷热冲击测试(thermal stress test，简称TST)不同周期后的电阻变化率和截面形貌为指标来探究不同因素对多阶盲孔可靠性的影响，结合热应力和热应变仿真分析来探讨多阶盲孔的失效机制。[结果]ABF材料、盲孔叠孔数量及盲孔孔径是影响FC-BGA产品可靠性的关键因素。电镀通孔(PTH)的孔壁粗糙度和层压前处理微蚀量对FC-BGA产品可靠性的影响不大。不同叠层在冷热冲击过程中所受的热应力和热应变不同，盲孔叠孔中心受到的热应力和热应变最大，孔底最容易发生开裂，导致FC-BGA产品失效。[结论]本文的研究结果对FC-BGA产品的设计和加工管控具有一定的指导意义。
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  双金属钕镍有机框架化合物的制备及其电化学性能

  谢欢, 田飞, 鄢波, 罗恩红, 任俊鹏, 周进康

  电镀与涂饰. 2024, 43(05): 56-64. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.05.008

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  [目的]稀土元素掺杂及双金属离子配位的金属有机框架化合物(MOFs)具有良好的电化学性能。[方法]以Nd、Ni元素为双金属离子源，均苯三甲酸(BTC)为有机配体，采用溶剂热法制备了具有棱柱状结构的双金属有机框架复合物材料(Nd Ni-MOFs)。采用循环伏安(CV)、恒电流充放电(GCD)和电化学阻抗谱(EIS)考察了Nd Ni-MOFs的电化学性能。[结果]NdNi-MOFs电极在1 A/g电流密度下的比电容可达1 280 F/g，而在8 A/g电流密度下循环充放电5 000次后的比电容为1 145 F/g，电容保持率达88.3%。由Nd Ni-MOFs电极组成的对称电容器在功率密度204.2 W/kg下的能量密度达到175 W·h/kg，充放电循环稳定性良好。[结论]Nd Ni-MOFs有望用作电容器、电池等的电极材料。
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  选区激光熔化316L不锈钢随形冷却通道电解抛光工艺优化

  于亚洲, 李志永, 李德佳, 柴明霞, 刘育辰

  电镀与涂饰. 2024, 43(05): 65-72. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.05.009

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  [目的]改善选区激光熔化(SLM)制备的316L不锈钢随形冷却通道内壁的表面品质。[方法]采用由NaCl、乙二醇及三乙醇胺组成的绿色环保电解液，通过阴阳极互换的方式对316L不锈钢随形冷却通道内壁进行电解抛光，通过正交试验及单因素实验探究阳极电流密度、温度、阴阳极置换次数及每次的电解时间对样件表面粗糙度及微观形貌的影响。[结果]电解抛光的较优工艺条件为：阳极电流密度0.55 A/cm2，温度40℃，阴阳极置换3次，单次电解10 min，总电解抛光时长60 min。在该条件下电解抛光后，冷却通道内壁光亮平整，表面粗糙度Sa为0.436μm。[结论]电解抛光能够显著提高以SLM工艺制备的随形冷却通道的表面品质。本文的研究结果可为模具工业注塑模型制造提供技术参考。
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  缸体类零件内腔硬质阳极氧化加极装置设计与改进

  申健, 徐凯, 王斌, 刘焱, 刘高飞, 王小松, 江海涛, 马帅鹏

  电镀与涂饰. 2024, 43(05): 73-78. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.05.010

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  [目的]某型号压气缸在现场安装时出现过盈配合问题，内腔硬质阳极氧化膜厚度分布不均及顶部膜厚过大是主因。[方法]设计并制作了加极装置，结合阳极氧化试验和有限元分析对其中的辅助电极进行改进。[结果]使用加极装置后，内腔阳极氧化膜厚度分布均匀，都在要求的10～20μm范围内。[结论]在硬质阳极氧化过程中使用合适的加极装置有利于控制缸体零件内腔阳极氧化膜的厚度，提高膜厚均匀性。
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  硅酸盐抗静电涂层的制备及性能

  曹泽琦, 姜洪义, 刘凯, 高帅

  电镀与涂饰. 2024, 43(05): 79-85. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.05.011

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  [目的]无机抗静电涂层具有绿色环保、性价比高、耐候性强等优点。[方法]以模数为5.5的硅酸钾溶液作为基料，石墨和氧化铝作为填料，氟碳乳液作为增韧剂，制备了一种新型抗静电涂层。研究了涂料固含量及石墨与氧化铝质量比对涂层硬度、耐磨性、拉伸粘结强度和微观结构的影响，并分析了表面电阻随涂层厚度的变化。[结果]在涂料固含量为32%、石墨与氧化铝的质量比为10.0∶9.5、涂层厚度为95μm的情况下所制得的抗静电涂层表面平整，其表面电阻为104Ω量级、铅笔硬度为9H、磨耗为0.022 7 g、拉伸粘结强度为2.350 MPa，力学性能达到最优。[结论]对于硅酸盐抗静电涂层而言，石墨适合作为提升涂层导电性能的填料，氧化铝适合作为增强涂层力学性能的填料。
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  复配转锈液中各组分对锈转化行为的影响

  师超, 陈建伟, 何顺安, 马鹏飞, 李轩鹏, 曾永亮, 陈苏呈

  电镀与涂饰. 2024, 43(05): 86-95. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.05.012

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  [目的]针对锈蚀的固定钢铁结构无法进行返厂除锈涂装的现状，绿色转锈液的开发对锈蚀结构件的腐蚀防护及延寿具有重要意义。[方法]通过开路电位、电化学阻抗谱、极化曲线等测试方法研究了带锈Q235钢在质量分数为3%的酸性转锈液中的电化学行为，采用扫描电镜、能谱仪和红外光谱仪考察了不同转锈液对锈层的反应状态和转化膜的组成，根据接触角分析了有机树脂在转锈表面的润湿情况。[结果]在由质量分数均为1%的植酸、单宁酸和没食子酸组成的复配体系中，酸性较强的植酸能够快速溶解锈层，产生大量铁离子，铁离子再与植酸、单宁酸和没食子酸发生螯合，形成致密的锈转化膜。[结论]复配酸转锈液能够获得比单一酸转锈液性能更加良好的转化膜，与有机树脂能够较好地相容。
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  弹条渗锌涂层耐蚀性研究

  于毫勇, 吕明奎

  电镀与涂饰. 2024, 43(05): 96-103. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.05.013

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  [目的]研究弹条渗锌层、渗锌+硅酸盐封闭层及渗锌+油性漆封闭层在中性盐雾和二氧化硫环境下的耐蚀性。[方法]借助磁阻法测厚仪和金相显微镜筛选出不同厚度和形貌的渗锌层，然后分别进行硅酸盐封闭和油性漆封闭处理，采用扫描电镜和能谱仪分别观察封闭层分布情况和分析化学成分，最后进行中性盐雾和二氧化硫试验。[结果]硅酸盐封闭层以渗透于间隙的方式分布于渗锌层表层，较薄；油性漆封闭层以一种较为均匀且连续的方式覆盖于渗锌层表层之上，较厚。经120 h中性盐雾和二氧化硫试验后，渗锌层和渗锌+硅酸盐封闭层都有红锈生成，但后者的红锈程度较低，而渗锌+油性漆封闭层未出现红锈。[结论]渗锌层在增加硅酸盐封闭或油性漆封闭后，耐蚀性得到提升，虽然渗锌+油性漆封闭层的耐蚀效果最优，但应结合工艺、环保、安全、成本、产品使用条件等方面更为合理地选取防腐方式。
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  铁路沿线接触网钢立柱涂层劣化分析及仿真模拟

  杜玮, 陈遵, 谭鸿愿, 伊钟毓, 相若函, 刘一铄, 石振平, 袁磊

  电镀与涂饰. 2024, 43(05): 104-111. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.05.014

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  [目的]铁路沿线接触网钢立柱涂层劣化问题是安全隐患之一。[方法]通过手持显微镜、能谱仪(EDS)、扫描电镜(SEM)等手段对接触网立柱涂层掉块进行分析，并通过建立接触网钢结构的有限元模型，对接触网支座及立柱进行应力应变分析。[结果]计算得出接触网支柱下支座最大应变为4.499%。涂层掉块内表面存在较多絮状腐蚀产物，外部却没有铁的氧化物生成。[结论]铁路沿线接触网支柱上端涂层易发生开裂、掉块问题主要是由于接触网钢立柱最上方应变较大，且大气环境中存在腐蚀性化合物。
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  不同类型铝硅镀层热成型钢的耐蚀性研究

  陈磊, 陈麒琳, 邢阳, 周万权, 张海均, 李文炎

  电镀与涂饰. 2024, 43(05): 112-120. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.05.015

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  [目的]铝硅镀层热成型钢的镀层厚度对其防腐性能影响较大，有必要对汽车上使用的铝硅镀层热成型常规镀层板(镀层厚度20～33μm)、薄镀层板(镀层厚度6～14μm)及变厚度板的耐蚀性进行比较。[方法]采用中性盐雾(NSS)试验对热成型前后试样的耐蚀性进行考察。[结果]热成型前，常规镀层板在NSS试验1 109 h时才出现红锈，薄镀层板在283 h后便出现红锈，变厚度板薄区618 h后出现红锈；热成型及电泳后，常规镀层板和薄厚度板的单边扩蚀宽度分别为0 mm和4.0 mm，变厚度板上基板厚度为2.3、2.0和1.8 mm的区域的单边扩蚀宽度分别为0.5、2.0和2.0 mm。[结论]热成型前，铝硅镀层板的耐蚀性与镀层的表面层隔离作用有关；热成型及电泳后，镀层的扩散层厚度对腐蚀的影响较大，变厚度板的防腐性能较薄镀层板好，但比常规镀层板差。
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  运用大气腐蚀监测技术研究福建地区镀锌钢的大气腐蚀行为

  林德源, 陈云翔, 庄严, 陈奕扬, 夏晓健

  电镀与涂饰. 2024, 43(05): 121-128. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.05.016

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  [目的]对镀锌钢在福建省各地市大气环境下的腐蚀行为进行研究，探讨大气腐蚀监测(ACM)技术在评估镀锌钢大气腐蚀方面的实际意义和可靠性。[方法]采用ACM真实、准确地获取了镀锌钢的大气腐蚀数据，同时与户外挂片法进行比较。[结果]与户外挂片法相比，ACM技术能够实时得到温度、潮湿时间、腐蚀量等数据，保证了镀锌钢腐蚀数据的可靠性。[结论]潮湿时间是影响福建省内陆地区镀锌钢腐蚀的关键参数，而影响福建沿海地区镀锌钢腐蚀速率的主要因素是离海距离。
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  底面复合水性丙烯酸氨基烤漆的制备与性能

  钟桥红, 鲁芸芸, 曹骐, 陈中华, 杨金鑫, 杨拓

  电镀与涂饰. 2024, 43(05): 129-139. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.05.017

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  [目的]底面复合水性丙烯酸氨基烤漆的综合性能有待提高。[方法]以水性羟丙分散体为主要成膜物质，搭配氨基和异氰酸酯固化剂，采用正交试验优化底漆的颜填料配方，制备出一种综合性能优异的底面复合水性丙烯酸氨基烤漆。通过底漆物化性能测试及电化学表征，对比了正交试验优化组与腐蚀速率较小的4组漆膜的性能，探究了底漆成膜树脂含量和颜基比对漆膜性能的影响，并改进了底漆的烘烤工艺。[结果]以改性沉淀硫酸钡、云母粉、三聚磷酸铝、多磷酸铝锶水合物和黑色浆的质量比8∶2∶3∶4∶5为最优颜填料配方的底漆涂层在5%NaCl溶液中的腐蚀电位最正、腐蚀电流密度最小，耐中性盐雾时间长达480 h。当底漆成膜树脂含量为45%、颜基比为0.8、烘烤时间为10 min及干膜厚度控制在25μm左右时，它与水性丙烯酸氨基-聚氨酯面漆(厚度25μm左右)组成的复合涂层可耐酸或碱360 h，耐中性盐雾至少2 000 h。[结论]该烤漆完全满足钢结构用水性防腐涂料的综合性能要求。
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  汽车零部件用单组分水性环氧厚浆底漆的研制

  于国玲, 霍样样, 王学克

  电镀与涂饰. 2024, 43(05): 140-145. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.05.018

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  [目的]拟制备一种性价比高的汽车零部件用水性环氧厚浆底漆以满足市场需要。[方法]研究了作为主要成膜物的水性环氧乳液EV6102与水性丙烯酸乳液LR-2052的质量比，气相二氧化硅CT-200与水性膨润土BP-188L的用量，以及增稠剂的选择对涂料性能的影响。[结果]当水性环氧乳液EV6102与水性丙烯酸乳液LR-2052的质量比为1∶2，气相二氧化硅CT-200、水性膨润土BP-188L和增稠剂ACRYSOL ASE60的质量分数分别为0.5%、0.4%和0.2%时，制得的涂料初期耐水性好，铅笔硬度为H，耐中性盐雾时间300 h，耐水时间1 200 h,VOC(挥发性有机化合物)含量30 g/L，单道涂层厚度可达到150μm。[结论]该单组分底漆涂膜的各项性能满足汽车零部件用底漆的要求。
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  碱性络合态锌镍废水的水质分析

  毋浪鹏, 李梦洋, 郑元武, 许海亮, 钟晓丽, 施湖雷

  电镀与涂饰. 2024, 43(05): 146-152. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.05.019

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  [目的]研究碱性络合态锌镍废水的水质特征。[方法]以国内不同地区电镀园区的碱性络合态锌镍废水为对象，分析了它们的污染物指标特征及不同指标之间的线性关系。[结果]所研究的废水水样的pH均大于11.0，镍、锌离子浓度差异较大，镍离子主要以络合态形式存在，锌离子部分以络合态形式存在，氮主要以有机氮形式存在。碱性络合态锌镍废水的总镍与COD(化学需氧量)、总氮、有机氮及电导率之间无明显的线性关系。[结论]碱性络合态锌镍废水具有高pH和高电导率的特征，宜采用电化学氧化破络法处理。
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  以不同磷源制备的磷掺杂g-C₃N₄光催化剂的表征及在降解含铬电镀废水中应用的初步研究

  毕祥, 李欣颖, 王立中, 钱佳, 周粤美, 宋治峰, 仇钰豪, 陈雨若

  电镀与涂饰. 2024, 43(05): 153-162. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.05.020

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  [目的]对环境有严重污染的电镀含铬废水需处理后才能排放。[方法]以尿素为原料，采用不同磷源（焦磷酸、正磷酸、亚磷酸和次磷酸），通过热缩聚法和液相蒸发法合成含氮空位的磷掺杂多孔石墨相氮化碳（g-C₃N₄），通过X射线衍射仪（XRD）、傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）、比表面（积）分析仪（BET）、X射线光电子能谱仪（XPS）、透射电镜（TEM）、扫描电镜（SEM）、紫外-可见分光光度计（UV-Vis）和电化学测试方法对该材料进行表征，评价其对六价铬的光催化降解性能。[结果]使用正磷酸作为磷源得到的磷掺杂g-C₃N₄降解还原六价铬的效率约为本征态g-C₃N₄的12.65倍。[结论]在氮空位、氰基和磷元素存在的情况下，磷掺杂g-C₃N₄的能带结构发生改变，电荷转移加快，展现出良好的光催化反应活性。