一種基于氯化膽堿-木糖醇低共熔溶劑的電鍍鋅方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于氯化膽堿-木糖醇低共熔溶劑的電鍍鋅方法，屬于電鍍技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]電鍍鋅在盛有鍍鋅液的鍍槽中，鍍鋅液中的金屬鋅離子，在電位差的作用下移動到陰極上形成鍍層。電鍍鋅廣泛應(yīng)用于鋼鐵材料的防護性鍍層，特別是防止大氣腐蝕。傳統(tǒng)鍍鋅方法有氰化物鍍鋅、氯化物鍍鋅等。其中氰化物鍍鋅因含有劇毒的氰化物，污染嚴重。氯化物鍍鋅電鍍液中含有大量的氯化鉀對設(shè)備腐蝕嚴重。采用氯化膽堿、木糖醇作為低共熔溶劑進行電鍍鋅，可以減少環(huán)境的污染。專利申請?zhí)枮?01310420602.8、名稱為“電鍍沉積制備納米晶結(jié)構(gòu)金錫合金鍍層的方法”申請公開了一種制備金錫合金涂層的方法，該方法以氯化膽堿、尿素和乙二醇按照摩爾比1:2:4混合得到離子液體，然后加入氯金酸、氯化亞錫電鍍金錫合金涂層。其中乙二醇具有一定的毒性，遇明火、高熱或與氧化劑接觸，有引起燃燒爆炸的危險。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種基于氯化膽堿-木糖醇低共熔溶劑的電鍍鋅方法，以期該鍍鋅工藝安全無毒、環(huán)保節(jié)約。
[0004]為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)的。
[0005]本發(fā)明提供了一種基于氯化膽堿-木糖醇低共熔溶劑的電鍍鋅方法，具體包括如下步驟:
[0006](1)含鋅低共熔溶劑的配制:首先按照摩爾比1:2:3稱量木糖醇、氯化膽堿、蒸餾水、然后于50°C條件下恒溫攪拌得到透明的低共熔溶劑，接著按照與木糖醇摩爾比0.25:1稱量氯化鋅，加入到上述低共熔溶劑中恒溫攪拌得到含鋅的低共熔溶劑作為電鍍液；
[0007](2)將純鋅板作為陽極，低碳鋼作為陰極，浸入到步驟(1)得到的電鍍液中進行恒電流電鍍，其中:陰極和陽極直接距離為l-2cm ;
[0008](3)電鍍完成后，將低碳鋼取出清洗、烘干。
[0009]進一步的，所述步驟(2)中恒電流密度為2.5-5mA/cm2。
[0010]進一步的，所述步驟(2)中電鍍液溫度為40-70 °C。
[0011]進一步的，所述步驟⑵中電鍍時間為15-30分鐘。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下技術(shù)效果:
[0013]1、采用初級代謝產(chǎn)物木糖醇替代尿素、乙二醇制備低共熔溶劑，具有安全無毒的特點。
[0014]2、氯化膽堿-木糖醇-蒸餾水低共熔溶劑室溫電導(dǎo)率為3.20ms.cm \遠高于氯化膽堿-尿素低共恪溶劑(0.75ms.cm 3 ο
[0015]3、相對于傳統(tǒng)氟硼酸鹽鍍鋅、鹵化物鍍鋅，本發(fā)明所用低共熔溶劑環(huán)?？缮锝到?，屬于綠色化學(xué)溶劑。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明中實施例1得到的電鍍鋅的SEM圖；
[0017]如圖1所示，電鍍鋅表面顯微形貌成片狀。
[0018]圖2為本發(fā)明中實施例1得到的電鍍鋅的XRD圖；
[0019]如圖2所示，電鍍鋅的XRD圖，圖2中縱坐標為強度，橫坐標為二倍角度，衍射峰為金屬鋅和基體鐵。
[0020]圖3為本發(fā)明中實施例1得到的電鍍鋅的EDS能譜圖；
[0021]如圖3所示，電鍍鋅的EDS能譜說明表面為金屬鋅。
[0022]圖4為本發(fā)明中實施例2得到的電鍍鋅的SEM圖；
[0023]如圖4所示，電鍍鋅表面顯微形貌成片狀分布于基體之上。
[0024]圖5為本發(fā)明中實施例3得到的電鍍鋅的SEM圖；
[0025]如圖5所示，電鍍鋅表面顯微形貌成顆粒狀，分布更加致密。
【具體實施方式】
[0026]下面將結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進一步的說明。
[0027]以下實施例中采用DDS-307電導(dǎo)率儀，DJS-1C型鉑黑電極(電極常數(shù)為0.92)，測量不同溫度下氯化膽堿-木糖醇-蒸餾水低共熔溶劑和含鋅低共熔溶劑的電導(dǎo)率。
[0028]實施例1
[0029]首先分別稱量0.lmol木糖醇、0.2mol氯化膽堿、0.3mol蒸餾水放置于燒杯中，在采用保鮮膜密封燒杯，然后于50°C恒溫攪拌得到透明的低共熔溶劑。然后加入0.025mol的氯化鋅，50°C恒溫攪拌得到含鋅低共熔溶劑；
[0030]將純鋅板作為陽極，低碳鋼作為陰極，浸入水浴加熱至50°C的含鋅低共熔溶劑進行30分鐘恒電流電鍍，其中，陰極和陽極直接距離為1cm，電流密度為2.5mA/cm2；
[0031]電鍍完成后，將低碳鋼取出用雙蒸水清洗2次，最后在烘箱中60°C烘干。
[0032]室溫，50°C時氯化膽堿-木糖醇-蒸餾水低共熔溶劑電導(dǎo)率分別為3.20ms.cm 1和 6.40ms.cm、
[0033]50 °C時含鋅低共熔溶劑的電導(dǎo)率為4.81ms.cm ^
[0034]實施例2
[0035]首先分別稱量0.lmol木糖醇、0.2mol氯化膽堿、0.3mol蒸餾水放置于燒杯中，在采用保鮮膜密封燒杯，然后于50°C恒溫攪拌得到透明的低共熔溶劑。然后加入0.025mol的氯化鋅，50°C恒溫攪拌得到含鋅低共熔溶劑；
[0036]將純鋅板作為陽極，低碳鋼作為陰極，浸入水浴加熱至50°C的含鋅低共熔溶劑進行15分鐘恒電流電鍍，其中，陰極和陽極直接距離為2cm，電流密度為3mA/cm2;
[0037]電鍍完成后，將低碳鋼取出用雙蒸水清洗2次，最后在烘箱中60°C烘干。
[0038]實施例3
[0039]首先分別稱量0.lmol木糖醇、0.2mol氯化膽堿、0.3mol蒸餾水放置于燒杯中，在采用保鮮膜密封燒杯，然后于50°C恒溫攪拌得到透明的低共熔溶劑。然后加入0.025mol的氯化鋅，50°C恒溫攪拌得到含鋅低共熔溶劑；
[0040]將純鋅板作為陽極，低碳鋼作為陰極，浸入水浴加熱至60°C的含鋅低共熔溶劑進行30分鐘恒電流電鍍，其中，陰極和陽極直接距離為1cm，電流密度為5mA/cm2;
[0041]電鍍完成后，將低碳鋼取出用雙蒸水清洗2次，最后在烘箱中60°C烘干。
[0042]60 °C時氯化膽堿-木糖醇-蒸餾水低共熔溶劑的電導(dǎo)率為6.40ms.cm ^
[0043]60 °C時含鋅低共熔溶劑的電導(dǎo)率為5.98ms.cm ^
【主權(quán)項】
1.一種基于氯化膽堿-木糖醇低共熔溶劑的電鍍鋅方法，其特征在于包括如下步驟: (1)含鋅低共熔溶劑的配制:首先按照摩爾比1:2:3稱量木糖醇、氯化膽堿、蒸餾水、然后于50°C條件下恒溫攪拌得到透明的低共熔溶劑，接著按照與木糖醇摩爾比0.25:1稱量氯化鋅，加入到上述低共熔溶劑中恒溫攪拌得到含鋅的低共熔溶劑作為電鍍液； (2)將純鋅板作為陽極，低碳鋼作為陰極，浸入到步驟(1)得到的電鍍液中進行恒電流電鍍，其中:陰極和陽極直接距離為l-2cm ; (3)電鍍完成后，將低碳鋼取出清洗、烘干。2.如權(quán)利要求1所述的基于氯化膽堿-木糖醇低共熔溶劑的電鍍鋅方法，其特征在于，所述步驟(2)中恒電流密度為2.5-5mA/cm2。3.如權(quán)利要求1所述的基于氯化膽堿-木糖醇低共熔溶劑的電鍍鋅方法，其特征在于，所述步驟(2)中電鍍液溫度為40-70 °C。4.如權(quán)利要求1所述的基于氯化膽堿-木糖醇低共熔溶劑的電鍍鋅方法，其特征在于，所述步驟(2)中電鍍時間為15-30分鐘。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于氯化膽堿-木糖醇低共熔溶劑的電鍍鋅方法，屬于電鍍技術(shù)領(lǐng)域。該方法首先將木糖醇、氯化膽堿和蒸餾水恒溫攪拌得到透明的低共熔溶劑，接著將氯化鋅加入到低共熔溶劑中再恒溫攪拌得到含鋅的低共熔溶劑，以此作為電鍍液；將純鋅板作為陽極，低碳鋼作為陰極，浸入到電鍍液中進行恒電流電鍍。本發(fā)明鍍鋅工藝安全無毒、環(huán)保節(jié)約，解決了氟硼酸鹽鍍鋅、鹵化物鍍鋅等工藝存在的環(huán)境污染問題。
【IPC分類】C25D3/22
【公開號】CN105256343
【申請?zhí)枴緾N201510821792
【發(fā)明人】包全合, 劉立紅, 敬和民, 尹孝輝
【申請人】安徽工業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年11月23日