离子液体中电沉积法制备复合材料的研究进展

由于离子液体的性质不同于其他试剂,在电化学研究中被广泛应用于电沉积、电解液中,用于制备航天航空的电池、合金材料等。从普通金属、磁性金属、合金及半导体3个方面总结了近年来离子液体电沉积及采用模板辅助电沉积相关的研究进展,重点关注了电沉积金属及合金的发展,并指出离子液体电沉积现存的问题以及在未来的研究前景,有望应用于高性能表面防护涂层中。     

离子液体电沉积镍-铬合金工艺的研究

采用两步合成法成功制备[BMIM]HSO_4离子液体,使用电化学工作站测试其电化学窗口。以[BMIM]HSO_4离子液体为电解液,研究了电沉积Ni-Cr合金在铜基体上的沉积工艺条件,并且综合考察了NiCl_2浓度、沉积温度和沉积电位对于Ni-Cr合金镀层的厚度、铬含量的影响规律。采用扫描电镜(SEM)观察了不同条件下Ni-Cr合金镀层的微观形貌,使用电子能谱测定了合金镀层的铬含量。在最佳工艺条件下电沉积得到的Ni-Cr合金镀层表面平整光滑、性能良好。     

离子液体电沉积铁-钴合金工艺的研究

在室温离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氟硼酸盐(BMIM-BF4)体系中,研究了Fe-Co合金在铜基体上的电沉积。制备得到的合金薄膜表面光滑、致密,与基体结合牢固,具有金属光泽。综合考察了沉积电势、主盐的总浓度、Fe2+与Co2+的浓度比、电解液温度及沉积时间对镀层成分及外观形貌的影响。采用FE-SEM观察Fe-Co合金薄膜的表面形貌,采用EDAX测定Fe-Co合金薄膜的组成。结果表明:在离子液体电解液中所得到的Fe-Co合金镀层中铁的质量分数为34.6%~82.6%。     

氨基磺酸体系Co-Ni合金电化学共沉积行为及动力学机理

通过稳态阴极极化和电化学交流阻抗(EIS)等方法,研究了在不同钴镍金属离子比例的氨基磺酸电解液中,Co-Ni合金的电化学共沉积行为。结果表明在氨基磺酸体系中,导致Co-Ni合金异常共沉积行为的原因和在硫酸盐,或氯化物体系中的不同。不是由于Co^2 抑制了Ni的沉积,而是由于NH2SO3^-作为双齿配体形成的异核络合物在电极表面吸附,阻滞了镍离子的还原过程。并且以晶体场理论为基础解释了Co^2 和NH2SO3^-形成的高自旋络合物,比Ni^2 所形成的络合物具有较高的晶体场稳定化能(CFSE),容易分解。因此吸附在电极表面的氨基磺酸根离子对Co2^2 沉积的阻滞作用小于对Ni2^ 的。这样就导致了在氨基磺酸电解液体系中Co^2 的优先沉积。阳极线性扫描曲线表明．钴镍合金中镍含量越高,沉积层在热力学上越稳定,耐蚀性也越好。同时通过EIS的测试,利用等效电路的分析方法和交流阻抗谱解析理论,提出了氨基磺酸电解液中Co-Ni合金共沉积的动力学机理,较好地解释了实验结果。     

离子液体中电沉积钴-银软磁薄膜

使用离子液体(EMIC)和乙二醇的混合液作为电解液,电沉积制备钴-银软磁薄膜。研究发现,乙二醇能够有效地解离离子液体,从而增加电解液中氯离子和钴配合物的浓度。增大电解液中乙二醇的体积,有利于加快钴的沉积速率,提高钴-银薄膜中钴的质量分数,从而提高钴-银薄膜的比饱和磁化强度。随着乙二醇的体积的增大,钴-银薄膜从颗粒状逐渐转变为枝晶状,矫顽力逐渐增大。     

离子液体金属电沉积研究进展

室温离子液体具有很宽的电化学窗口、优良的导电性、不挥发、热稳定性较高等优点.离子液体在化学反应、分离提纯、电化学等方面都有着广泛的应用,作为新一代绿色溶剂正日益受到重视.系统介绍了在离子液体中电化学沉积各种金属的研究进展,并展望了离子液体电沉积未来的发展趋势.     

离子液体中电沉积活泼金属的研究进展

离子液体具有宽的电化学窗口、优良的导电性、高的热稳定性、可回收等优点,在绿色冶金电化学方面具有很大的应用潜力和广阔的应用前景.本文介绍了离子液体在活泼金属沉积中应用的研究现状,重点对锂、钠、镁等活泼金属在离子液体中的电化学行为及电沉积进行了阐述,提出了离子液体在金属电沉积应用中存在的一些问题及解决办法,并展望了未来的发...     

主盐浓度比对电沉积制备Ni-Cu-SiC复合镀层的摩擦学性能的研究

本文选择氯化胆碱-乙二醇类离子液体取代了传统电解液,采用复合电沉积技术在镁锂合金上成功地沉积了具有耐腐蚀性能的Ni-Cu-SiC复合镀层。实验结果表明,在主盐浓度比为cCu∶cNi=0.1∶0.15获得的复合镀层更加致密均匀,摩擦系数更小,磨损量较小。经硬脂酸改性后,所制备的Ni-Cu-SiC涂层接触角为150.7°,为镁锂合金制备功能表面提供一种新方法。     

室温离子液体中金属电沉积的研究进展

以离子液体为电解质能够沉积出水溶液中难以得到的活泼金属,目前已沉积出元素周期表中的大多金属、半导体金属及其化合物。文章总结了离子液体的种类以及金属、合金在离子液体中电沉积的研究进展,并对Al及合金涂层来代替镍-铬镀层,实现优质铝镀层的绿色-清洁制备及应用前景进行了展望。     

四氟硼酸螺环季铵盐溶于咪唑碳酸氢盐离子液体电化学性能的研究

离子液体具有热稳定性好、不易挥发、电导率高、电化学窗口宽等优点,在超级电容器中用作电解液有着广阔的应用前景。将四氟硼酸螺环季铵盐与1-甲基-3-丁基咪唑碳酸氢盐离子液体按不同物质的量比配成电解液,并对其进行理化性质测定,通过比较测试结果,优选出最佳配比方案。     

钨铼合金电化学溶解工艺研究

采用电化学溶解法对某钨铼合金废料在氢氧化钠电解体系中的溶解过程进行研究。考察了电流密度、电解液碱度、温度、电解液钨离子浓度对电解过程的影响。实验结果表明,在阳极电流密度400 A/m~2、氢氧化钠浓度300 g/L、电解液温度40～45℃的条件下平均槽电压为2. 5 V,合金电化学溶解率可达98%,使得大部分钨、铼以阴离子状态转入溶液中,完成钨铼合金的高效溶解,工艺简单高效,可实现工业化生产。     

离子液体中金属的电沉积

与普通有机溶剂相比,室温离子液体具有很宽的电化学窗口,优良的导电性,不挥发,热稳定性较高等优点.离子液体作为新一代绿色溶剂正日益受到重视.将离子液体分为AlCl3型离子液体和非AlCl3型离子液体两类,分别评述了在这两类离子液体中金属电沉积的研究进展.     

脉冲参数对Tb-Fe-Co合金镀层的影响

以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(BMIM-BF4)作为溶剂,加入自制的无水氟硼酸盐组成电解液,采用脉冲电沉积制备Tb-Fe-Co合金镀层,所得镀层均匀、致密、有金属光泽且镀层中铽的质量分数较高。考察了脉冲电压、脉冲占空比和脉冲频率对镀层表面形貌及镀层中铽的质量分数的影响,在最优工艺条件下,所制得的镀层中铽的质量分数可达50%。     

专利实例

电镀锡及锡合金三则20081201高速镀锡和锡合金电解液该发明提出了一种高速镀锡和锡合金的电解液组成。电解液由锡离子源(若镀锡合金还含有合金元素的金属离子源),苯甲磺酸,NH_4~ 离子和镁离子源所组成。特别适用于带钢高速镀锡和锡合金。其中锡离子源为亚锡离子的硫酸盐、氯化物及甲烷磺酸盐等,亚锡离子的质量浓度最好为30～90 g/L,甲苯磺酸40～90g/L,在有NH_4~ 离子和Mg~(2 )离子     

由氨基磺酸盐和硫酸盐电解液电沉积Ni－Co合金的对比研究

通过大量实验对比了氨基磺酸盐和硫酸盐两种电解液电沉积Ｎｉ－Ｃｏ合金Ｃｏ含量的影响因素，以及Ｎｉ－Ｃｏ合金沉积层的硬度、内应力与Ｃｏ含量的关系。结果表明，与硫酸盐电解液相比，从氨基磺酸盐电解液中沉积的Ｎｉ－Ｃｏ合金硬度高、内应力低。     

超级电容器电解质研究进展

简述了近年来国内外超级电容器各种电解质,包括水系、有机体系、离子液体、固态、氧化还原等电解质的最新研究进展以及重要的理论和技术突破,着重对离子液体、水溶液及有机电解质作为超级电容器电解质的性能进行了比较,并对杂质离子的穿梭效应引起的自放电进行了讨论。最后总结指出开发具有低黏度、高电导率和高电化学稳定性的离子液体电解质是将来超级电容器在基础领域中研究的重点,并有望成为有机电解液的替代者。此外离子液体与混合有机溶剂多种成分的优化组合也是电解质的发展趋势。     

专利实例

改善镀铁及其合金电解液性能二则2007601延长铁或铁合金电解液寿命的方法该发明介绍了在铁或铁合金电解液中,加入一种螯合剂,以降低电解液中Fe3 离子的含量,从而延长电解液的使用寿命。一种合适的螯合剂加入铁或铁合金的电解液中,这种螯合剂与Fe3 离子螯合形成三价铁离子的螯合物,该螯合物在阴极还原形成二价铁离子的螯合物,然后二价铁离子的螯合物与电解液中Fe3 离子反应生成三价铁离子的螯合物和Fe2 离子,Fe2 离子即可在阴极上还原为金属铁形成镀层。所选择的这个螯合剂在Fe3 →Fe2 的过程中起着一个催化剂的作用。选择螯合剂的原则是…     

镧系和锕系元素在离子液体中的配位和电化学行为的研究进展

高温熔盐电解法是干法后处理的研究重点之一,但高温操作对设备要求和能耗极高,限制了该技术的发展。离子液体作为"新一代绿色溶剂",在室温下就可得到在高温熔盐中电沉积才能得到的金属和合金,具有操作简便、安全、能耗低等优点,有望代替碱金属氯化物熔盐作为熔盐电解技术的介质应用到干法后处理中。在前人工作的基础上概括介绍了近几年来国内外对镧系和锕系元素在离子液体中的配位和电化学行为的研究成果,并展望未来的研究方向。     

镧系和锕系元素在离子液体中的配位和电化学行为的研究进展

高温熔盐电解法是干法后处理的研究重点之一,但高温操作对设备要求和能耗极高,限制了该技术的发展。离子液体作为"新一代绿色溶剂",在室温下就可得到在高温熔盐中电沉积才能得到的金属和合金,具有操作简便、安全、能耗低等优点,有望代替碱金属氯化物熔盐作为熔盐电解技术的介质应用到干法后处理中。在前人工作的基础上概括介绍了近几年来国内外对镧系和锕系元素在离子液体中的配位和电化学行为的研究成果,并展望未来的研究方向。     

离子液体作为电解液添加剂对LiCoO_2电极电化学性能影响研究

合成了三丁基(甲基醚)膦-双(三氟甲基磺酰)亚胺(P_(444(1O1))TFSI)和三丁基(乙基甲基醚)膦-双(三氟甲基磺酰)亚胺(P_(444(2O1))TFSI)两种离子液体,采用热分析(TG)和电化学技术研究了两种离子液体作为添加剂对有机电解液热稳定性和LiCoO_2电极电化学性能的影响。结果表明,两种离子液体均能提高有机电解液的热稳定性,且阳离子基团大小对LiCoO_2电极的电化学性能有较大的影响。当添加体积比15%的P_(444(2O1))TFSI时,在3.0~4.35 V、电流密度150 mA/g下,LiCoO_2电极的首次放电容量为164.6 mAh/g,100次循环后容量为144.7 mAh/g,容量保持率为89.9%,优于在传统有机电解液中的循环性能。