[发明专利]一种氢氧化镁膜层及其制备方法与系统

说明书

本发明公开了一种氢氧化镁膜层及其制备方法与系统。所述制备方法包括：至少使作为阴极的导电金属基底、阳极与电解液共同构建电化学反应体系，其中，所述电解液包括包含镁离子；使所述电化学反应体系通电进行电解，并且在电解过程中，向所述电解液中同时连续补充添加剂、碱液和硝酸根离子，所述添加剂包括黄原胶以及葡萄糖或其衍生物的组合；促使氢氧化镁膜层向紧密片状排列结构生长，从而在所述阴极表面沉积形成厚度均匀、与导电金属基底结合牢固的氢氧化镁膜层。本发明所制备的氢氧化镁膜层产物厚度均匀，形貌结构富有规律性，与基底结合牢固，解决了以往电沉积法制备的氢氧化镁薄膜容易破裂、剥落、形貌和结构均匀性差等问题。

技术领域

本发明涉及一种氢氧化镁薄膜的制备方法，尤其涉及一种性能稳定的氢氧化镁膜层及其制备方法与系统，属于氢氧化镁材料制备技术领域。

背景技术

氢氧化镁薄膜是一种新型氢氧化镁材料，可应用交流等离子体显示屏领域，亦可作为氧化镁薄膜制备的前驱体，或者用于氢氧化镁超疏水材料的制备。

目前，业界研发人员采用电沉积法制备氢氧化镁薄膜，该方法具有低温低压、设备要求低、简单易操作的特点，同时也存在制备出的氢氧化镁膜层容易破碎、脱落以及结构和厚度均一性差的缺点。这导致该方法长期处于实验室研究阶段，无法得到大规模应用。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种性能稳定的氢氧化镁膜层及其制备方法与系统，从而克服现有技术的不足。

为达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

本发明实施例提供了一种氢氧化镁膜层的制备方法，其包括：

至少使作为阴极的导电金属基底、阳极与电解液共同构建电化学反应体系，其中，所述电解液包括包含镁离子；

使所述电化学反应体系通电进行电解，并且在电解过程中，向所述电解液中同时连续补充添加剂、碱液和硝酸根离子，所述添加剂包括黄原胶以及葡萄糖或其衍生物的组合；促使氢氧化镁膜层向紧密片状排列结构生长，从而在所述阴极表面沉积形成厚度均匀、与导电金属基底结合牢固的氢氧化镁膜层，其中，所述阴极的电极电位在-1.8V以上。

在一些优选实施例中，所述电解液中镁离子的浓度为0.01mol/L～5mol/L。

进一步地，在电解过程中，始终保持所述电解液中黄原胶的浓度为0.1～20ppm，葡萄糖或其衍生物的浓度为0.1～20ppm。

进一步地，在电解过程中，始终保持所述电解液的pH值为1.0～4.5。

进一步地，在电解过程中，始终保持所述电解液中镁离子与硝酸根离子的浓度比值为1:1.1～1:5。

在一些优选实施例中，在电解过程中，相对于所述参比电极，所述阴极的电极电位为-1.8V～-0.3V，所述电解的时间为1min～6h，所述电解液的温度为5℃～20℃。

本发明实施例还提供了由前述方法制备的氢氧化镁膜层，所述氢氧化镁膜层具有紧密片状排列结构且含有空隙。

本发明实施例还提供了一种氢氧化镁膜层的制备系统，其包括：

电化学反应体系，包括作为阴极的导电金属基底、阳极与电解液，其中，所述电解液包括包含镁离子；

添加剂补充系统，其至少用以在对所述电化学反应体系通电进行电解的过程中向所述电解液中连续补充添加剂，所述添加剂包括黄原胶以及葡萄糖或其衍生物的组合；

碱液补充系统，其至少用以在对所述电化学反应体系通电进行电解的过程中向所述电解液中连续补充碱液，以控制电解液的pH值；

硝酸根离子补充系统，其至少用以在对所述电化学反应体系通电进行电解的过程中向所述电解液中连续补充硝酸根离子，以消耗阴极表面析出的氢气；