[發明專利]一種在金屬表面制備高穩定十四酸鎳超疏水鍍層的方法

有效

• 申請號: 202210702079.7
• 申請日: 2022-06-21
• 公開（公告）號: CN115110128B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發明（設計）人: 康志新;葉宇澤;陳德馨;郭濤
• 申請（專利權）人: 華南理工大學;暨南大學韶關研究院;廣東輕工職業技術學院
• 主分類號: C25D5/34
• 分類號: C25D5/34;C25D3/12;C25D5/48;C23G1/02
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 鐘燕瓊

本發明公開了一種在金屬表面制備高穩定十四酸鎳超疏水鍍層的方法，屬于超疏水鍍層領域。本發明首先利用瓦特鍍鎳溶液在金屬片表面制備了一層純鎳層；然后在由硫酸鎳、硫酸和去離子水配成的陽極腐蝕液中進行腐蝕處理，從而產生微米級孔洞；最后在由氯化鎳、十四酸和無水乙醇配成的溶液中進行電沉積，獲得十四酸鎳超疏水鍍層。本發明采用陽極腐蝕法制備出了微米級孔洞，結合具有低表面能的十四酸鎳粒子，提高了超疏水鍍層的穩定性。該方法制備工藝簡單，生產成本低，可拓寬高穩定超疏水材料的應用領域。

技術領域

本發明屬于超疏水鍍層領域，具體涉及一種在金屬表面制備高穩定十四酸鎳超疏水鍍層的方法。

背景技術

銅、鎂、鐵等金屬及其合金作為工業上運用十分廣泛的金屬材料，在大氣環境中卻容易遭受氧化和腐蝕，從而造成產品的加速老化、環境的污染以及資源的巨大浪費。通常需要金屬表面鍍覆鎳、鉻等鍍層來緩解或解決其耐腐蝕性差的問題。然而，隨著高新技術的發展，材料也面臨著越來越復雜的使用環境，傳統的單一鎳鍍層已經無法滿足在苛刻環境下的耐腐蝕要求。

超疏水表面是指水接觸角大于等于150°，滾動角小于等于10°的表面，表現出憎水性，被廣泛運用于防霧、抗冰、油水分離等科學領域。近些年，研究者們發現超疏水膜層可以顯著地減少金屬表面與腐蝕介質間的接觸面積，從而減輕或抑制腐蝕介質對金屬材料的腐蝕侵害。但超疏水膜層存在穩定性不足、可靠性較差的缺點，在受到外應力作用時表面微納結構易被破壞而失去超疏水性能，這在很大程度上限制了其工業化應用。

發明內容

為了解決現有超疏水表面穩定性不足、可靠性較差的特點，本發明提供一種在金屬表面制備高穩定十四酸鎳超疏水鍍層的方法。該方法成本低、工藝簡單，適于工業化規模生產。

本發明的目的通過下述技術方案實現。

一種在金屬表面制備高穩定十四酸鎳超疏水鍍層的方法，包括以下步驟：

(1)對金屬表面進行預處理；

(2)對步驟(1)中經預處理后的金屬進行鍍鎳處理；

(3)將步驟(2)中經鍍鎳處理的金屬作為陽極，置于陽極腐蝕液中進行腐蝕，陰極為黃銅板；所述陽極腐蝕液由硫酸鎳、硫酸在水中配制而成；

(4)將步驟(3)中經陽極腐蝕處理的金屬片作為陰極，置于電沉積溶液中進行十四酸鎳的電沉積，陽極為石墨板；所述電沉積溶液由氯化鎳和十四酸在無水乙醇中配制而成。

優選的，步驟(4)所述電沉積的電壓為10～35V，時間為10～20min。

優選的，步驟(4)所述電沉積的電壓為20～30V。

優選的，步驟(4)所述電沉積的電壓為25V，時間為15min。

優選的，步驟(3)所述陽極腐蝕液組成成分為：硫酸鎳80～120g/L，硫酸160～360ml/L。所述硫酸濃度為98wt％。

優選的，步驟(3)中，陽極腐蝕的電流密度為1～2A/dm²，時間為1～30min。

優選的，步驟(4)中，電沉積后置于干燥箱中干燥；干燥時間為60～120min。