專利名稱：一種在金屬基體表面制備ZnO/PDDA復合膜的方法
技術領域：
本發明涉及有機/無機復合膜的制備技術，具體是一種在金屬基體表面制備ZnO/ PDDA復合膜的方法。
背景技術：
有機/無機復合材料是目前復合材料發展的一個全新方向。將結構和性能差別較 大的無機物和有機物復合制備的復合材料可能同時具有有機物和無機物的特性，同時在力 學、光學、電學及電化學等方面呈現出新的特性。氧化鋅是一種應用廣泛的材料，其具有良好的光電、壓電和氣敏性質，其電化學穩 定性高、價格低廉、毒性小、能阻截紫外光。在透明導體、太陽能電池窗口、光波導器、高頻壓 電轉換器、微傳感器等方面具有廣泛的用途。另外，近年的研究發現，納米結構的氧化鋅對 金屬有一定的腐蝕保護性。

發明內容
本發明目的在于提供一種在金屬基體表面制備ZnO/PDDA復合膜的方法。為實現上述目的，本發明采用的技術方案為一種在金屬基體表面制備ZnO/PDDA復合膜的方法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復合膜，即得到沉積ZnO/PDDA復合膜的金屬基 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IOmi η 30min，沉積溫度為40 55°C。所述金屬基體為碳鋼基體；所述步驟1) 清洗后基體用氮氣吹干。本發明所具有的優點1.本發明制備的復合膜使用聚二聚二烯丙基二甲基氯化銨(PDDA)與氧化鋅形成 復合膜。PDDA是一種強聚電解質，在水溶液中帶正電荷，其分子量從幾萬到幾十萬不等。其 聚電解質的加入能夠阻止固體粒子的結塊，同時能夠提高固體粒子與基體表面的粘附力。2.通過本發明制備所得的復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。


圖1為本發明實施例在碳鋼基體表面制備ZnO/PDDA復合膜與沉積ZnO膜的SEM 圖，(其中圖Ia為沉積ZnO膜，圖Ib為碳鋼基體表面沉積ZnO/PDDA復合膜)。圖2為本發明實施例制備得到表面沉積ZnO/PDDA復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。
具體實施例方式實施例11)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 用氮氣吹干，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，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，鉬絲電極為陽極，通過 采用陰極電沉積，在碳鋼基體表面沉積ZnO/PDDA復合膜，電沉積電位為-1. 2V/(Ag/AgCl)， 沉積時間為20min，沉積溫度為50°C，即得到沉積ZnO/PDDA復合膜的金屬基體(參見圖 lb)。由圖1可知，ZnO膜的表面有大量粒子團聚現象，這是由其高的表面能造成的；而 當在電解液中加入PDDA后，生成的ZnO/PDDA復合膜表面變得致密和平滑，說明生成的復合 膜的質量有所提高。實施例2將本發明得到的沉積ZnO/PDDA復合膜的碳鋼基體在3. 5wt. % NaCl溶液中進行極 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，然后在電腦控制的電 化學操作系統上進行極化曲線測試。掃描范圍為-0.8V -0.2V，掃描步長為lmV。結果如 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，復合膜的耐蝕性有所提高。實施例31)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 用氮氣吹干，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，其中 Zn(NO3)2濃度為0. OlmM，每升Zn(NO3)2溶液中含0. 5g PDDA,以碳鋼為陰極，鉬絲電極為陽 極，通過采用陰極電沉積，在碳鋼基體表面沉積樹枝狀結構的ZnO/PDDA復合膜，電沉積電 位為_lV/(Ag/AgCl)，沉積時間為30min，沉積溫度為40°C，即得到沉積ZnO/PDDA復合膜的 金屬基體。實施例41)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 用氮氣吹干，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，其中 Zn(NO3)2濃度為0. ImM，每升Zn (NO3)2溶液中含Ig PDDA，以碳鋼為陰極，鉬絲電極為陽極， 通過采用陰極電沉積，在碳鋼基體表面沉積樹枝狀結構的ZnO/PDDA復合膜，電沉積電位 為-0. 8V/(Ag/AgCl)，沉積時間為lOmin，沉積溫度為55°C，即得到沉積ZnO/PDDA復合膜的 金屬基體。實施例5
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 用氮氣吹干，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，其中 Zn (NO3)2濃度為ImM，每升Zn (NO3)2溶液中含3g PDDA，以碳鋼為陰極，鉬絲電極為陽極，通過 采用陰極電沉積，在碳鋼基體表面沉積樹枝狀結構的ZnO/PDDA復合膜，電沉積電位為-IV/ (Ag/AgCl)，沉積時間為15min，沉積溫度為45°C，即得到沉積ZnO/PDDA復合膜的金屬基體。
權利要求
一種在金屬基體表面制備ZnO/PDDA復合膜的方法，其特征在于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復合膜，即得到沉積ZnO/PDDA復合膜的金屬基體。
2.按權利要求1所述的在金屬基體表面制備ZnO/PDDA復合膜的方法，其特征在于所 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 Γ1。
3.按權利要求1所述的在金屬基體表面制備ZnO/PDDA復合膜的方法，其特征在于所 述陰極電沉積時電沉積電位為-0. 8 -1. 2V/(Ag/AgCl)，沉積時間為IOmin 30min，沉積 溫度為40 55°C。
4.按權利要求1所述的在金屬基體表面制備ZnO/PDDA復合膜的方法，其特征在于所 述金屬基體為碳鋼基體；所述步驟1)清洗后基體用氮氣吹干。
全文摘要
本發明涉及有機/無機復合膜的制備技術，具體是一種在金屬基體表面制備ZnO/PDDA復合膜的方法。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；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復合膜，即得到沉積ZnO/PDDA復合膜的金屬基體。本法所用工藝簡單，成本低廉，重現性好，并且所沉積的復合膜可應用于金屬防腐領域。
文檔編號C25D13/06GK101962793SQ20101050091
公開日2011年2月2日 申請日期2010年9月30日 優先權日2010年9月30日
發明者張盾, 林志峰 申請人:中國科學院海洋研究所