一种镀锌钢表面LDH的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种镀锌钢表面LDH的制备方法，包括以下步骤：a、将镀锌钢片置于碱液中,去除表面氧化物后，冲洗干净；b、将0.01～0.03mol硝酸锌、0.01～0.03mol硝酸铵、0.1～0.5mol偏铝酸钠、0.1～0.3mol硝酸钠按先后顺序依次加入到100ml去离子水中，搅拌25～35min；c、调节步骤b所得溶液的pH值，使溶液的pH在12～13之间；d、将经过步骤a处理的镀锌钢片，置于步骤c调配后的溶液中，在室温条件下，反应时间为12～16h，得到镀锌钢表面Zn‑Al‑LDH层。本发明专利技术的有益效果是：无需加热,在室温下即可在镀锌钢表面制备出LDH结构,提高了镀锌钢的耐腐蚀性。

A Method of Preparing LDH on Galvanized Steel Surface

【技术实现步骤摘要】
一种镀锌钢表面LDH的制备方法
本专利技术涉及一种镀锌钢的表面处理方法，尤其是一种镀锌钢表面LDH的制备方法。
技术介绍
镀锌钢板在各个领域中应用广泛，是一种性能良好的钢铁材料。由于镀锌层在空气中特别是高湿热环境中易被腐蚀形成白锈，直接影响耐腐蚀性能。目前普遍采用铬酸盐钝化以提高其耐蚀性能，铬酸盐钝化膜有着致密性优良、稳定性高等特点。由于铬酸盐钝化膜所用到的六价铬是一种极毒且致癌性的物质，对人体的消化道、呼吸道、皮肤和粘膜都有很大的危害。美国EPA组织和欧盟ROHS六价铬定性高度危险剧毒物质，在电子产品材料或汽车产品材料等领域中不使用铬化合物。中国，为响应国家制造业环境保护指导意见，六价铬钝化工艺必须停止使用，因此，为了保护环境和人类的健康，绿色环保的新型镀锌板表面处理技术便迫在眉睫。层状双金属氢氧化物(layereddoublehydroxide,LDH)，是水滑石(Hydrotalcite,HT)和类水滑石类化合物(Hydrotalcite-LikeCompounds,HTLCs)的统称。是一种能具有应用价值和发展前景的无机材料，其主体结构为两种金属氢氧化物。化合物插层组装的一系列超分子材料称为水滑石类插层材料(LDHs)，其化学组成为其中M2+为Zn2+、Ni2+、Co2+、Mg2+、Cu2+等二价金属阳离子，M3+为Al3+,Fe3+,Cr3+,Sc3+等三价金属阳离子，An-为CO32-,NO3-,Cl-,SO42-,OH-等阴离子。主体层板的化学组成可调变，层间客体阴离子的种类和数量可调变，插层组装体的粒径尺寸和分布可调控，具有很好的吸附性、离子交换性、催化性和耐腐蚀性能。LDH具有独特的离子交换性，能够使无机或有机离子通过交换方式进入LDH层间，赋予了材料多样的性能，使其应用领域广泛包括：选择性吸附和分离、催化、医药、磁学和光学等方面，近年来，LDH在防腐领域得到广泛关注，无机材料插入有机材料层间，会使有机涂层形成“迷宫效应”可有效防止腐蚀介质在涂层中渗透，改善涂层的防护。LDH是一种缓蚀物质，可减缓材料的腐蚀，还可以实现材料的表面疏水化，使材料的耐腐蚀性能进一步提高。
技术实现思路
本专利技术的一个目的提供一种镀锌钢表面LDH的制备方法，能够在镀锌钢表面原位生长针状的LDH层，从而提高镀锌钢表面的抗腐蚀性能。为实现上述目的，本专利技术提供一种镀锌钢表面LDH的制备方法，包括如下步骤：a、将镀锌钢片置于碱液中,去除表面氧化物后，再用去离子水冲洗干净；b、将0.01～0.03mol硝酸锌、0.01～0.03mol硝酸铵、0.1～0.5mol偏铝酸钠、0.1～0.3mol硝酸钠按先后顺序依次加入到100ml去离子水中，搅拌25～35min；c、调节步骤b所得溶液的pH值，使溶液的pH在12～13之间；d、将经过步骤a处理的镀锌钢片，置于步骤c调配后的溶液中，在室温条件下，反应时间为12～16h，得到镀锌钢表面Zn-Al-LDH层。作为一种优选，步骤a中所述的碱液是质量分数为3％的氢氧化钠溶液，浸泡时间为3～5min。作为一种优选，在步骤c中使溶液的pH在12.2～12.5之间。作为一种优选，在步骤d中调节溶液pH值的方法为加入质量分数为1％的氨水溶液。作为一种优选，在步骤d中，反应时将盛有溶液和镀锌钢片的容器密封。作为一种优选，在步骤d中，反应时间为14h。本专利技术的有益效果是：无需加热,在室温下即可在镀锌钢表面制备出LDH结构,有效地提高了镀锌钢的耐腐蚀性能。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。实施例1a、将镀锌钢片置于质量分数为3％的氢氧化钠溶液中,浸泡4min，以去除镀锌钢片表面的氧化物，再用去离子水冲洗干净。b、将0.02mol硝酸锌、0.02mol硝酸铵、0.25mol偏铝酸钠、0.15mol硝酸钠按先后顺序依次加入到100ml去离子水中，搅拌30min。c、向步骤b所得溶液中加入质量分数为1％的氨水溶液，调节溶液的pH值，使溶液的pH在12.5。d、将经过步骤a处理的镀锌钢片，置于步骤c调配后的溶液中，密封容器，在室温条件下，反应时间为14h，得到镀锌钢表面Zn-Al-LDH层。在此过程中，发生如下化学反应：Zn+2OH-+2H2O→Zn(OH)42–AlO2-+2NH4+→Al(OH)2++2NH3↑Zn(OH)42–+Al(OH)2++NO3-+H2O→LDH-NO3实施例2a、将镀锌钢片置于质量分数为3％的氢氧化钠溶液中,浸泡3min，以去除镀锌钢片表面的氧化物，再用去离子水冲洗干净。b、将0.03mol硝酸锌、0.01硝酸铵、0.5mol偏铝酸钠、0.1mol硝酸钠按先后顺序依次加入到100ml去离子水中，搅拌25min；c、向步骤b所得溶液中加入质量分数为1％的氨水溶液，调节溶液的pH值，使溶液的pH在12。d、将经过步骤a处理的镀锌钢片，置于步骤c调配后的溶液中，密封容器，在室温条件下，反应时间为16h，得到镀锌钢表面Zn-Al-LDH层。实施例3a、将镀锌钢片置于质量分数为3％的氢氧化钠溶液中,浸泡5min，以去除镀锌钢片表面的氧化物，再用去离子水冲洗干净。b、将0.01mol硝酸锌、0.03mol硝酸铵、0.1mol偏铝酸钠、0.3mol硝酸钠按先后顺序依次加入到100ml去离子水中，搅拌35min；c、向步骤b所得溶液中加入质量分数为1％的氨水溶液，调节溶液的pH值，使溶液的pH在13；d、将经过步骤a处理的镀锌钢片，置于步骤c调配后的溶液中，密封容器，在室温条件下，反应时间为12h，得到镀锌钢表面Zn-Al-LDH层。实施例4a、将镀锌钢片置于质量分数为3％的氢氧化钠溶液中,浸泡3.5min，以去除镀锌钢片表面的氧化物，再用去离子水冲洗干净。b、将0.015mol硝酸锌、0.025mol硝酸铵、0.3mol偏铝酸钠、0.18mol硝酸钠按先后顺序依次加入到100ml去离子水中，搅拌28min；c、向步骤b所得溶液中加入质量分数为1％的氨水溶液，调节溶液的pH值，使溶液的pH在12.2；d、将经过步骤a处理的镀锌钢片，置于步骤c调配后的溶液中，密封容器，在室温条件下，反应时间为13h，得到镀锌钢表面Zn-Al-LDH层。实施例5a、将镀锌钢片置于质量分数为3％的氢氧化钠溶液中,浸泡4.5min，以去除镀锌钢片表面的氧化物，再用去离子水冲洗干净。b、将0.025mol硝酸锌、0.015mol硝酸铵、0.35mol偏铝酸钠、0.22mol硝酸钠按先后顺序依次加入到100ml去离子水中，搅拌28min；c、向步骤b所得溶液中加入质量分数为1％的氨水溶液，调节溶液的pH值，使溶液的pH在12.5；d、将经过步骤a处理的镀锌钢片，置于步骤c调配后的溶液中，密封容器，在室温条件下，反应时间为15h，得到镀锌钢表面Zn-Al-LDH层。对比例1a、将镀锌钢片置于质量分数为3％的氢氧化钠溶液中,浸泡4min，以去除镀锌钢片表面的氧化物，再用去离子水冲洗干净。b、将0.02mol硝酸锌、0.02mol硝酸铵、0.25mol偏铝酸钠、0.15mol硝酸钠按先后顺序依次加入到100ml去离子水中，搅拌30min；c、向步本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种镀锌钢表面LDH的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：a、将镀锌钢片置于碱液中,去除表面氧化物后，再用去离子水冲洗干净；b、将0.01～0.03mol硝酸锌、0.01～0.03mol硝酸铵、0.1～0.5mol偏铝酸钠、0.1～0.3mol硝酸钠按先后顺序依次加入到100ml去离子水中，搅拌25～35min；c、调节步骤b所得溶液的pH值，使溶液的pH在12～13之间；d、将经过步骤a处理的镀锌钢片，置于步骤c调配后的溶液中，在室温条件下，反应时间为12～16h，得到镀锌钢表面Zn‑Al‑LDH层。

【技术特征摘要】
1.一种镀锌钢表面LDH的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：a、将镀锌钢片置于碱液中,去除表面氧化物后，再用去离子水冲洗干净；b、将0.01～0.03mol硝酸锌、0.01～0.03mol硝酸铵、0.1～0.5mol偏铝酸钠、0.1～0.3mol硝酸钠按先后顺序依次加入到100ml去离子水中，搅拌25～35min；c、调节步骤b所得溶液的pH值，使溶液的pH在12～13之间；d、将经过步骤a处理的镀锌钢片，置于步骤c调配后的溶液中，在室温条件下，反应时间为12～16h，得到镀锌钢表面Zn-Al-LDH层。2.如权利要求1所述的镀锌钢表面LDH...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘富，商剑，
申请(专利权)人：辽宁工业大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21