[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

本申請提供了一種原位制備層狀雙金屬氫氧化物鈍化膜的方法，該方法利用水熱法結合尿素分解在鐵基基材表面一步原位生長層狀雙金屬氫氧化物鈍化膜，將預處理得到的鐵基基材和含有尿素、二價金屬硝酸鹽、三價金屬硝酸鹽額反應溶液進行水熱反應以生長層狀雙金屬氫氧化物鈍化膜；該制備方法工藝簡單，且可通過控制反應時間和溫度進而控制鈍化膜的厚度，進而實現在鋼筋的防銹蝕保護，反應過程中無需對鋼筋進行過多的預處理，采用一步原位合成的尿素分解水熱法即可輕易實現層狀雙金屬氫氧化物鈍化膜的制備，簡單方便，易于操作，節能環保且成本低廉，適用于廣泛的工業生產。

技術領域

本申請屬于金屬技術領域，尤其涉及一種原位制備層狀雙金屬氫氧化物鈍化膜的方法。

背景技術

由于鋼材具有良好的機械性能、經濟效益和大規模生產性能，鋼材被廣泛用于許多領域，例如造船、海洋工程和土木工程(鋼筋混凝土基礎設施或鋼結構)。然而，鋼材耐銹蝕性差，往往使得以鋼材料為基礎的結構在未達到其設計使用壽命年限前受損，從而限制了鋼在上述應用中的廣泛發展。尤其是在濱海環境中，腐蝕性氯化物的侵蝕很容易導致鋼材受到銹蝕破壞。

為了防止鋼材腐蝕導致其使用受限，均會進行表面處理，例如進行有機涂層，采用有機涂層能夠提高鋼的耐銹蝕性的主要有效方法之一。但是，有機涂層隨著時間的推移很容易發生老化和變質，使得必須定期監測有機涂層鋼材并重新在鋼材上涂抹涂層，這直接和簡介的增加經濟成本。另外，在鋼筋混凝土結構中，有機涂層往往會導致鋼筋和混凝土之間產生多層界面，從而對鋼筋混凝土結構的機械性能產生不利的影響。近年來，提供了一種新的材料層狀雙金屬氫氧化物作為涂層膜，層狀雙金屬氫氧化物是一種類似于水滑石結構的物質，是一種具有層狀形狀的二維納米無機材料，層狀結構的層間插層對陰離子表現出不同的吸收能力，通常對一價陰離子(如氯離子，氫氧根離子、硝酸根離子或亞硝酸根離子)的捕獲能力較弱，且由于層狀雙金屬氫氧化物呈二維片狀，其體積小，可作為氯離子納米陷阱，而且層狀雙金屬氫氧化物層間特性使得其容易被再設計、修飾和改造，因此在金屬銹蝕領域，層狀雙金屬氫氧化物也可以作為一種主動的銹蝕防護系統，這已被眾多學者廣泛研究和改性。到目前為止，層狀雙金屬氫氧化物作為防銹蝕膜,被用來提高和改善鋁、鎂及其合金的耐銹蝕性能。

目前，層狀雙金屬氫氧化物作為防銹蝕膜的制備方法包括共沉淀法、水熱法、離子交換法、焙燒復原法、溶膠-凝膠法、均相沉淀法、絡合劑協助均相沉淀法和TopochemicalApproach等技術，上述各技術中，研究人員大多采用兩步法：先用共沉淀法合成層狀雙金屬氫氧化物，再用另一過程對金屬基體進行涂層封裝。制備方法復雜繁瑣，并且對材料實驗操作要求較高，實驗過程耗能較大，無法起到節能環保的作用，不利于廣泛使用。

發明內容

本申請的目的在于提供一種原位制備層狀雙金屬氫氧化物鈍化膜的方法，旨在解決現有技術中制備層狀雙金屬氫氧化物鈍化膜的方法復雜、消耗大的問題。

為實現上述申請目的，本申請采用的技術方案如下：

第一方面，本申請提供一種原位制備層狀雙金屬氫氧化物鈍化膜的方法，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；

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。

第二方面，本申請提供一種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，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。