[發明專利]原位制備層狀雙金屬氫氧化物鈍化膜的方法

有效

• 申請號: 202010919573.X
• 申請日: 2020-09-04
• 公開（公告）號: CN112301344B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 洪舒賢;董必欽;邢鋒;秦韶豐;張育新;王琰帥
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: C23C22/77
• 分類號: C23C22/77;C23C22/62;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 深圳中一聯合知識產權代理有限公司 44414
• 代理人: 郝文婷

1.一種原位制備層狀雙金屬氫氧化物鈍化膜的方法，其特征在于，包括如下步驟：

提供鐵基基材，將所述鐵基基材進行預處理得到第一鐵基基材；

混合二價金屬硝酸鹽溶液、三價金屬硝酸鹽溶液、尿素和水，得到反應溶液；

將所述第一鐵基基材和所述反應溶液置于反應釜中，進行水熱反應處理，在所述第一鐵基基材的表面原位制備層狀雙金屬氫氧化物鈍化膜粗制品；其中，進行水熱反應處理的步驟中，包括：從室溫于10~180分鐘內加熱至穩定反應溫度90~180℃，并于所述穩定反應溫度下反應10分鐘~48小時；

將表面原位制備層狀雙金屬氫氧化物鈍化膜粗制品的第一鐵基基材進行后處理，得到在所述第一鐵基基材的表面原位制備層狀雙金屬氫氧化物鈍化膜；所制備的層狀雙金屬氫氧化物鈍化膜作為防銹蝕膜；所述層狀雙金屬氫氧化物鈍化膜的厚度為0.5~30微米；

其中，所述水熱反應處理過程中，金屬鹽先進行水解過程，使反應溶液偏酸性，鐵基基材在酸性環境下處于活性狀態，并提供了活性位點，隨著反應的進行，附在鐵基基材活性位點的二價金屬離子和三價金屬離子隨著尿素分解提供的堿性逐漸成長為多個晶核，晶核繼續成長成型為層狀雙金屬氫氧化物鈍化膜；

所述二價金屬硝酸鹽溶液的金屬溶質的濃度為0.025-0.07?mol/L；和，

所述二價金屬硝酸鹽溶液的金屬溶質與所述三價金屬硝酸鹽溶液的金屬溶質的濃度比為（2~4）：1；

所述尿素與所述二價金屬硝酸鹽溶液的金屬溶質和所述三價金屬硝酸鹽溶液的金屬溶質的總濃度的比值為（2~5）：1。

2.根據權利要求1所述的原位制備層狀雙金屬氫氧化物鈍化膜的方法，其特征在于，所述二價金屬硝酸鹽溶液選自硝酸鎂溶液、硝酸鈣溶液、硝酸鋅溶液、硝酸鈷溶液、硝酸鎳溶液和硝酸銅溶液中的至少一種；和/或，

所述三價金屬硝酸鹽溶液選自硝酸鋁溶液、硝酸鐵溶液中的至少一種。

3.根據權利要求1~2任一所述的原位制備層狀雙金屬氫氧化物鈍化膜的方法，其特征在于，將所述鐵基基材進行預處理得到第一鐵基基材的步驟中，包括：將所述鐵基基材依次采用240目、500目和1000目的硅砂紙進行打磨處理后，于無水乙醇溶液中進行超聲清洗處理，得到所述第一鐵基基材。

4.根據權利要求1~2任一所述的原位制備層狀雙金屬氫氧化物鈍化膜的方法，其特征在于，將表面原位制備層狀雙金屬氫氧化物鈍化膜粗制品的第一鐵基基材進行后處理的步驟中，包括：將表面原位制備層狀雙金屬氫氧化物鈍化膜粗制品的第一鐵基基材置于無水乙醇溶液中進行超聲清洗處理后，進行干燥處理3~7天。

5.根據權利要求1~2任一所述的原位制備層狀雙金屬氫氧化物鈍化膜的方法，其特征在于，所述鐵基基材選自鋼筋，且，所述鋼筋的直徑為2~20毫米。

6.一種由權利要求1~5任一所述的原位制備層狀雙金屬氫氧化物鈍化膜的方法制備得到的層狀雙金屬氫氧化物鈍化膜，其特征在于，所述層狀雙金屬氫氧化物鈍化膜為垂直于鐵基基材生長的簇狀的納米級層狀雙金屬氫氧化物和亞微米級層狀雙金屬氫氧化物的交叉嵌套結構，且所述層狀雙金屬氫氧化物鈍化膜的層間陰離子為碳酸根離子。

7.根據權利要求6所述的層狀雙金屬氫氧化物鈍化膜，其特征在于，所述層狀雙金屬氫氧化物鈍化膜的結構通式為[M²⁺_1-xM³⁺(OH)₂]^x+(A^n?)_x/n·mH₂O，M²⁺為二價金屬離子，M³⁺為三價金屬離子，A^n?為各層之間的陰離子，m為水分子的個數；其中，A^n?為CO₃^2-，x＞0，n＞0。