[發(fā)明專利]一種在金屬基體表面制備ZnO/PDDA復(fù)合膜的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010500913.1
• 申請日: 2010-09-30
• 公開（公告）號: CN101962793A
• 公開（公告）日: 2011-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林志峰;張盾
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院海洋研究所
• 主分類號: C25D15/00
• 分類號: C25D15/00;C25D9/00;C25D13/06
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 許宗富;周秀梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及有機(jī)/無機(jī)復(fù)合膜的制備技術(shù)，具體是一種在金屬基體表面制備ZnO/PDDA復(fù)合膜的方法。

背景技術(shù)

有機(jī)/無機(jī)復(fù)合材料是目前復(fù)合材料發(fā)展的一個全新方向。將結(jié)構(gòu)和性能差別較大的無機(jī)物和有機(jī)物復(fù)合制備的復(fù)合材料可能同時具有有機(jī)物和無機(jī)物的特性，同時在力學(xué)、光學(xué)、電學(xué)及電化學(xué)等方面呈現(xiàn)出新的特性。

氧化鋅是一種應(yīng)用廣泛的材料，其具有良好的光電、壓電和氣敏性質(zhì)，其電化學(xué)穩(wěn)定性高、價格低廉、毒性小、能阻截紫外光。在透明導(dǎo)體、太陽能電池窗口、光波導(dǎo)器、高頻壓電轉(zhuǎn)換器、微傳感器等方面具有廣泛的用途。另外，近年的研究發(fā)現(xiàn)，納米結(jié)構(gòu)的氧化鋅對金屬有一定的腐蝕保護(hù)性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種在金屬基體表面制備ZnO/PDDA復(fù)合膜的方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種在金屬基體表面制備ZnO/PDDA復(fù)合膜的方法：

1)將金屬基體依次用丙酮、乙醇、去離子水超聲清洗表面，而后吹干，待用；

2)以含聚二聚二烯丙基二甲基氯化銨(PDDA)的Zn(NO₃)₂溶液為電解液中，通過采用陰極電沉積，在基體表面沉積ZnO/PDDA復(fù)合膜，即得到沉積ZnO/PDDA復(fù)合膜的金屬基體。

所述電解液為含Zn(NO₃)₂與PDDA的混合溶液，其中，Zn(NO₃)₂濃度為5mM～0.01M，PDDA濃度為0.5～3g?L^-1。所述陰極電沉積時電沉積電位為-0.8～-1.2V/(Ag/AgCl)，沉積時間為10mi?n～30min，沉積溫度為40～55℃。所述金屬基體為碳鋼基體；所述步驟1)清洗后基體用氮?dú)獯蹈伞?/p>

本發(fā)明所具有的優(yōu)點(diǎn)：

1.本發(fā)明制備的復(fù)合膜使用聚二聚二烯丙基二甲基氯化銨(PDDA)與氧化鋅形成復(fù)合膜。PDDA是一種強(qiáng)聚電解質(zhì)，在水溶液中帶正電荷，其分子量從幾萬到幾十萬不等。其聚電解質(zhì)的加入能夠阻止固體粒子的結(jié)塊，同時能夠提高固體粒子與基體表面的粘附力。

2.通過本發(fā)明制備所得的復(fù)合膜具有一定的耐蝕性能。

3.本方法所用儀器及操作簡單，成本低廉，耗能少。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例在碳鋼基體表面制備ZnO/PDDA復(fù)合膜與沉積ZnO膜的SEM圖，(其中圖1a為沉積ZnO膜，圖1b為碳鋼基體表面沉積ZnO/PDDA復(fù)合膜)。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例制備得到表面沉積ZnO/PDDA復(fù)合膜的碳鋼基體與是表面具有ZnO的碳鋼基體在3.5wt.％NaCl溶液中的極化曲線圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

1)將碳鋼基體依次用丙酮、乙醇、去離子水超聲(超聲清洗5min)清洗表面，而后用氮?dú)獯蹈桑茫?/p>

2)以含聚二聚二烯丙基二甲基氯化銨(PDDA)的Zn(NO₃)₂溶液為電解液，其中Zn(NO₃)₂濃度為5mM，每升Zn(NO₃)₂溶液中含2g?PDDA，以碳鋼為陰極，鉑絲電極為陽極，通過采用陰極電沉積，在碳鋼基體表面沉積ZnO/PDDA復(fù)合膜，電沉積電位為-1.2V/(Ag/AgCl)，沉積時間為20min，沉積溫度為50℃，即得到沉積ZnO/PDDA復(fù)合膜的金屬基體(參見圖1b)。

由圖1可知，ZnO膜的表面有大量粒子團(tuán)聚現(xiàn)象，這是由其高的表面能造成的；而當(dāng)在電解液中加入PDDA后，生成的ZnO/PDDA復(fù)合膜表面變得致密和平滑，說明生成的復(fù)合膜的質(zhì)量有所提高。

實(shí)施例2

將本發(fā)明得到的沉積ZnO/PDDA復(fù)合膜的碳鋼基體在3.5wt.％NaCl溶液中進(jìn)行極化曲線測試。碳鋼電極為工作電極，Pt絲電極為對電極，Ag/AgCl電極為參比電極。將工作電極在NaCl溶液中浸泡一定時間(約30min)以使開路電位平穩(wěn)，然后在電腦控制的電化學(xué)操作系統(tǒng)上進(jìn)行極化曲線測試。掃描范圍為-0.8V～-0.2V，掃描步長為1mV。結(jié)果如圖.2所示。由圖.2可以看出，表面有ZnO的電極腐蝕電流比空白碳鋼樣品的腐蝕電流要低，而表面有ZnO/PDDA復(fù)合膜的樣品的腐蝕電流要比單純ZnO的腐蝕電流更低，說明加入PDDA后，復(fù)合膜的耐蝕性有所提高。

實(shí)施例3