一种基于氯化胆碱-木糖醇低共熔溶剂的电镀锌方法技术领域
本发明涉及一种基于氯化胆碱-木糖醇低共熔溶剂的电镀锌方法，属于电镀
技术领域。
背景技术
电镀锌在盛有镀锌液的镀槽中，镀锌液中的金属锌离子，在电位差的作用下
移动到阴极上形成镀层。电镀锌广泛应用于钢铁材料的防护性镀层，特别是防
止大气腐蚀。传统镀锌方法有氰化物镀锌、氯化物镀锌等。其中氰化物镀锌因
含有剧毒的氰化物，污染严重。氯化物镀锌电镀液中含有大量的氯化钾对设备
腐蚀严重。采用氯化胆碱、木糖醇作为低共熔溶剂进行电镀锌,可以减少环境的
污染。专利申请号为201310420602.8、名称为“电镀沉积制备纳米晶结构金锡
合金镀层的方法”申请公开了一种制备金锡合金涂层的方法，该方法以氯化胆
碱、尿素和乙二醇按照摩尔比1:2:4混合得到离子液体，然后加入氯金酸、氯
化亚锡电镀金锡合金涂层。其中乙二醇具有一定的毒性，遇明火、高热或与氧
化剂接触，有引起燃烧爆炸的危险。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于氯化胆碱-木糖醇
低共熔溶剂的电镀锌方法，以期该镀锌工艺安全无毒、环保节约。
为了实现上述技术目的，本发明是通过以下技术方案予以实现的。
本发明提供了一种基于氯化胆碱-木糖醇低共熔溶剂的电镀锌方法，具体包
括如下步骤：
(1)含锌低共熔溶剂的配制：首先按照摩尔比1:2:3称量木糖醇、氯化胆
碱、蒸馏水、然后于50℃条件下恒温搅拌得到透明的低共熔溶剂，接着按照与
木糖醇摩尔比0.25:1称量氯化锌，加入到上述低共熔溶剂中恒温搅拌得到含锌
的低共熔溶剂作为电镀液；
(2)将纯锌板作为阳极，低碳钢作为阴极，浸入到步骤(1)得到的电镀
液中进行恒电流电镀，其中：阴极和阳极直接距离为1-2cm；
(3)电镀完成后，将低碳钢取出清洗、烘干。
进一步的，所述步骤(2)中恒电流密度为2.5-5mA/cm2。
进一步的，所述步骤(2)中电镀液温度为40-70℃。
进一步的，所述步骤(2)中电镀时间为15-30分钟。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
1、采用初级代谢产物木糖醇替代尿素、乙二醇制备低共熔溶剂，具有安全
无毒的特点。
2、氯化胆碱-木糖醇-蒸馏水低共熔溶剂室温电导率为3.20ms·cm-1，远高
于氯化胆碱-尿素低共熔溶剂(0.75ms·cm-1)。
3、相对于传统氟硼酸盐镀锌、卤化物镀锌，本发明所用低共熔溶剂环保可
生物降解，属于绿色化学溶剂。
附图说明
图1为本发明中实施例1得到的电镀锌的SEM图；
如图1所示，电镀锌表面显微形貌成片状。
图2为本发明中实施例1得到的电镀锌的XRD图；
如图2所示，电镀锌的XRD图，图2中纵坐标为强度，横坐标为二倍角度，
衍射峰为金属锌和基体铁。
图3为本发明中实施例1得到的电镀锌的EDS能谱图；
如图3所示，电镀锌的EDS能谱说明表面为金属锌。
图4为本发明中实施例2得到的电镀锌的SEM图；
如图4所示，电镀锌表面显微形貌成片状分布于基体之上。
图5为本发明中实施例3得到的电镀锌的SEM图；
如图5所示，电镀锌表面显微形貌成颗粒状，分布更加致密。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明做进一步的说明。
以下实施例中采用DDS-307电导率仪，DJS-1C型铂黑电极(电极常数为
0.92)，测量不同温度下氯化胆碱-木糖醇-蒸馏水低共熔溶剂和含锌低共熔溶剂的
电导率。
实施例1
首先分别称量0.1mol木糖醇、0.2mol氯化胆碱、0.3mol蒸馏水放置于烧
杯中，在采用保鲜膜密封烧杯，然后于50℃恒温搅拌得到透明的低共熔溶剂。
然后加入0.025mol的氯化锌，50℃恒温搅拌得到含锌低共熔溶剂；
将纯锌板作为阳极，低碳钢作为阴极，浸入水浴加热至50℃的含锌低共熔
溶剂进行30分钟恒电流电镀，其中，阴极和阳极直接距离为1cm，电流密度为
2.5mA/cm2；
电镀完成后，将低碳钢取出用双蒸水清洗2次，最后在烘箱中60℃烘干。
室温,50℃时氯化胆碱-木糖醇-蒸馏水低共熔溶剂电导率分别为3.20ms·
cm-1和6.40ms·cm-1。
50℃时含锌低共熔溶剂的电导率为4.81ms·cm-1。
实施例2
首先分别称量0.1mol木糖醇、0.2mol氯化胆碱、0.3mol蒸馏水放置于烧
杯中，在采用保鲜膜密封烧杯，然后于50℃恒温搅拌得到透明的低共熔溶剂。
然后加入0.025mol的氯化锌，50℃恒温搅拌得到含锌低共熔溶剂；
将纯锌板作为阳极，低碳钢作为阴极，浸入水浴加热至50℃的含锌低共熔
溶剂进行15分钟恒电流电镀，其中，阴极和阳极直接距离为2cm，电流密度为
3mA/cm2；
电镀完成后，将低碳钢取出用双蒸水清洗2次，最后在烘箱中60℃烘干。
实施例3
首先分别称量0.1mol木糖醇、0.2mol氯化胆碱、0.3mol蒸馏水放置于烧
杯中，在采用保鲜膜密封烧杯，然后于50℃恒温搅拌得到透明的低共熔溶剂。
然后加入0.025mol的氯化锌，50℃恒温搅拌得到含锌低共熔溶剂；
将纯锌板作为阳极，低碳钢作为阴极，浸入水浴加热至60℃的含锌低共熔
溶剂进行30分钟恒电流电镀，其中，阴极和阳极直接距离为1cm，电流密度为
5mA/cm2；
电镀完成后，将低碳钢取出用双蒸水清洗2次，最后在烘箱中60℃烘干。
60℃时氯化胆碱-木糖醇-蒸馏水低共熔溶剂的电导率为6.40ms·cm-1。
60℃时含锌低共熔溶剂的电导率为5.98ms·cm-1。