[发明专利]一种壳聚糖复合的锌镀层及其制备方法

说明书

本发明属于电化学镀层领域，具体涉及一种壳聚糖复合的锌镀层及其制备方法。壳聚糖复合的锌镀层，通过电沉积，在含有壳聚糖的硫酸锌镀液体系中电沉积，得到壳聚糖复合的锌镀层，其中，每升硫酸锌镀液体系中添加0.2～1.0g的壳聚糖。本发明制备的壳聚糖复合镀层具备绿色无污染、表面抗菌效果好、制备工艺简单等优点，在微生物影响下的水环境下钢铁结构的保护与海洋防污等领域具有很好的应用价值。

技术领域

本发明属于电化学镀层领域，具体涉及一种壳聚糖复合的锌镀层及其制备方法。

背景技术

电化学镀层是利用金属电沉积在制件表面形成均匀、致密、结合良好的金属或合金沉积层。电化学镀层已经有200多年的发展历史，最早的电镀是1803年法国的L.Brugnattlli在银片表面成功镀金。随后，电化学镀金、银、铜、镍、铬、锌的技术渐渐发展，使得电镀工业在19世纪中期形成了较为完整的体系。在众多钢铁镀层中，锌镀层由于其自腐蚀电位较负，对钢铁具备牺牲阳极的防护作用，此外，锌镀层晶体结构致密，屏障作用好，从而被广泛应用于钢铁防护。

在水体环境中，钢铁的服役寿命受到物理因素、化学因素与生物因素的共同作用，传统的钢铁用锌镀层能够良好的抵御化学因素和部分物理因素引起的腐蚀加速问题，但对于生物因素的影响却效果不佳。水环境中生物因素的影响主要表现在微生物的代谢导致的腐蚀加速问题与生物的附着与生长导致的生物污损问题，而在这些过程中，细菌等微生物的附着是至关重要的一步，因此，研究钢铁的抗菌防护方法是十分必要的。

现阶段常用的抗菌防污方法多为添加有毒的有机物或重金属离子，对于环境的污染十分严重，绿色无毒的抗菌方法成为大势所趋。

发明内容

针对上述钢铁在水体环境中服役遇到的问题，本发明目的在于提供一种壳聚糖复合的锌镀层及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案实施：

一种壳聚糖复合的锌镀层，通过电沉积，在含有壳聚糖的硫酸锌镀液体系中电沉积，得到壳聚糖复合的锌镀层，其中，每升硫酸锌镀液体系中添加0.2～1.0g的壳聚糖。

所述每升硫酸锌镀液体系中添加0.6g的壳聚糖。

所述镀液体系为硫酸锌镀液体系，其中成分及其质量分数为：250～400g/LZnSO₄·7H₂O、80～250g/L Na₂SO₄、25～30g/L H₃BO₃、40～45g/L Al₂(SO₄)₃·18H₂O。

一种壳聚糖复合的锌镀层的制备方法，通过电沉积，在含有壳聚糖的硫酸锌镀液体系中电沉积中向待保护基材表面电沉积壳聚糖复合的锌镀层。

具体，采用直流电源恒电流沉积，以待保护钢作为脉冲电源负极，以纯锌片作为脉冲电源正极，将待保护钢与纯锌片浸没于含有壳聚糖的硫酸锌镀液体系中在1～20mA cm^-2电流密度下，将复合锌镀层电沉积于待保护钢表面。

所述采用直流电源恒电流沉积，沉积电流密度为5mA cm^-2。

一种壳聚糖复合的锌镀层的应用，所述锌镀层在抗菌或防污中的应用。

所述的壳聚糖复合锌镀层，可应用于微生物影响下的环境中，具备良好的抗菌性能的表面性质。相比于常规抗菌、防污涂层，该镀层绿色环保，无毒无污染。

本发明的有益效果在于：

本发明通过将壳聚糖添加于硫酸锌镀液体系中，恒电流沉积制备了壳聚糖复合锌镀层，可应用于水环境中的钢铁材料，绿色无毒无污染，对于提高钢铁材料的抗菌性能具有重大应用意义；具体在于：