离子液体在金属铝电沉积方面的应用

作为一种新型绿色溶剂,离子液体以宽的电化学窗口、优良的导电性、高的热稳定性、可回收性等优点正日益受到重视。随着能源环境问题的日益严重,离子液体将在绿色冶金电化学方面显示出重要作用。本文就离子液体在活泼金属铝的电沉积方面的应用和研究进展加以评述。     

La3 离子在EMIMBF4离子液体中的电化学行为研究

采用三电极体系对La3 离子在0.01mol/L LaCl3－0.1mol/L LiCl－EMIMBF4离子液体电化学还原制备金属镧的电极过程进行了研究。循环伏安法结合恒电位电解法研究结果表明La3 离子的电化学还原是不可逆过程,还原步骤为一次完成La3 3e-→La。计时电流法结合恒电位电解法研究表明La3 离子的还原过程受到扩散控制,传递系数和扩散系数分别为0.0492和(1.07-1.19)?0-6 cm2/s。     

离子液体电沉积及其应用

离子液体是一种新型的环保型液体,具有独特的物理、化学性质。本文在介绍离子液体的发展历史、特点;以及在金属电沉积中特殊优势的基础上,综述我们在离子液体电沉积应用于不锈钢表面阻氚涂层、钢铁表面韧性FeAl合金渗层以及稀土永磁材料NdFeB的耐蚀抗磨涂层制备方面的研究结果。     

La3+离子在EMIMBF4离子液体中的电化学行为研究

采用三电极体系对La3+离子在0.01mol/LLaCl3-0.1mol/LLiCl-EMIMBF4离子液体电化学还原制备金属镧的电极过程进行了研究。循环伏安法结合恒电位电解法研究结果表明:La3+离子的电化学还原是不可逆过程,还原步骤为一次完成La3++3e-→La。计时电流法结合恒电位电解法研究表明:La3+离子的还原过程受到扩散控制,传递系数和扩散系数分别为0.0492和(1.07～1.19)×10-6cm2/s。     

离子液体电沉积铝添加剂的研究进展

离子液体作为一种新型绿色室温电解质,具有蒸气压低、挥发性小、电化学窗口宽等优点,是电沉积Al的理想选择.但是采用离子液体电沉积Al,当沉积时间较长、电流密度较大时,沉积层的晶粒粗大,表面较为粗糙,甚至会出现树枝状沉积,容易剥落,严重影响到Al沉积层的质量与性能.离子液体添加剂可显著改善Al沉积层光亮度、平整度、致密度以...     

钕铁硼在CuCl-EMIC离子液体中 电沉积铜层的研究

目的 开发一种新型的环保型钕铁硼表面镀铜技术。方法 采用CuCl-EMIC离子液体,对钕铁硼基体进行阳极活化前处理,在其表面电沉积铜。通过电化学工作站测试CuCl-EMIC离子液体的循环伏安曲线和镀铜样品的动电位极化曲线,运用扫描电子显微镜、能谱分析仪和X射线粉末衍射仪,考察钕铁硼基体和铜镀层的微观形貌、成分组成和相结构,利用粗糙度仪和拉拔试验仪检测钕铁硼表面的粗糙度和其上铜镀层的结合力。结果 物质的量之比为2∶3~3∶2的CuCl-EMIC离子液体在室温下熔融,可在其中电沉积得到晶态铜。物质的量之比为1的CuCl-EMIC离子液体有更大的还原峰值电流密度。钕铁硼基体经过20~ 30 mA/cm2的电流密度阳极活化后,表面变得平整,孔洞减少,活化后钕铁硼表面的铜镀层均匀致密,结合力达9.2 MPa以上。钕铁硼表面铜镀层的孔隙率随着镀层厚度的增加而减小,当厚度为6 μm时,镀铜试样的腐蚀电位与纯铜相近,孔隙率为0.005 23%。结论 采用物质的量之比为1的CuCl-EMIC离子液体,可以通过阳极活化得到平整、孔洞少和无氧化膜的钕铁硼基体表面,在其上电沉积可得到致密均匀且结合力好的薄铜层。     

复合离子液体中恒电流电沉积制备Ir层研究

对BMIC+BMIBF4复合离子液体中利用恒电流电沉积的方法在Mo基体上制备Ir层进行了研究。利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)对Ir层的表面形貌和成分进行了分析。结果表明:在BMIC+BMIBF4+EG复合体系中可以电沉积制备平整致密的单质Ir层且影响因素较多,如温度、电流密度、主盐浓度及沉积时间等,且这些因素可调节的范围比较窄。通过对比各因素间的影响得出,在此复合体系中恒电流电沉积制备Ir层的优化工艺为Ir Cl3浓度50 g/L,电流密度1.0 m A/cm2,沉积温度90℃,沉积时间20 h。     

钼在[BMP]Tf2N离子液体中的低温电沉积

研究了金属钼(Mo)在离子液体1-丁基-1-甲基吡咯烷双(三氟甲磺酰)亚胺盐中([BMP]Tf_2N)的电沉积。采用MoCl_5[BMP]Tf_2N离子液体体系作为电沉积的电解质,测定了不同温度下的伏安曲线(CV)。用恒电位法进行电沉积,沉积物通过扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、透射电镜(TEM)和光电子能谱(XPS)进行了观察和表征。结果表明,在25~120℃的温度范围内,当温度高于100℃时,Mo的电化学还原行为发生明显的变化。在120℃,Pt基板上,–2.2和–2.7V恒电位电沉积均能得到金属态的Mo。其中,–2.2V时得到非晶态的Mo,沉积层平整、无裂纹;–2.7V时得到晶态和非晶态混合的Mo,沉积层有裂纹。而在60℃,Mo(Ⅴ)还原后形成难溶产物以致无法得到Mo(0)。最后,对Mo的电化学还原机理进行了讨论。     

298 K下离子液体BMIMPF6 中电沉积制备镧金属薄膜

以无水硝酸镧、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸（BMIMPF₆）和助溶剂丙酮为电解液,在室温（298 K）下电沉积制得镧金属薄膜。电解液BMIMPF₆的电化学窗口为-2.5~1.5 V vs. Pt,La³⁺还原为La²⁺发生于-1.7 V vs. Pt,La²⁺还原为La⁰发生于-2.1 V vs. Pt。BMIMPF₆的低吸湿性有利于在空气气氛下电沉积镧。使用扫描电子显微镜和光学显微镜观察到所制备的薄膜织构致密,经能量色散谱和X射线光电子能谱对沉积薄膜进行了表征,确定了薄膜中含有大量镧元素。通过探究电压扫描速率和硝酸镧浓度对La³⁺的电化学行为的影响,证明La³⁺的还原反应是一个受物质扩散控制的不可逆过程,La³⁺在BMIMPF₆中的扩散系数为1.47×10^-9 cm²·s^-1。本研究为获得金属镧薄膜和镧氧化物薄膜提供了一种简便的方法,并且有望用于电沉积制备其它镧系元素薄膜。     

水对AlCl3-BMIC离子液体电沉积铝的影响

采用循环伏安和线性扫描伏安法研究水对摩尔比为2:1的AlCl3-BMIC离子液体电化学性质的影响。结果表明:随着含水量的增加,铝的还原峰电流密度减小,阴极和阳极极化过电位增加,槽电压不断升高。当离子液体含水量低于1.39 mol/L时,电流效率稳定在94%~95%;继续增加含水量到1.67 mol/L时,电流效率从94%下降到64.7%。当离子液体含水量低于1.39 mol/L时,沉积层变得更致密;当含水量增加到1.67 mol/L时,沉积层变得疏松。离子液体含水量为1.39 mol/L时,铝的纯度超过99.9%。     

MoCl5在150 ℃室温离子液体中的电化学还原

研究150 ℃下采用二元室温离子液体中电化学还原五氯化钼制备金属钼。该室温离子液体是二(三氟甲基磺酸酰)亚胺锂(LiTFSI)和二(三氟甲基磺酸酰)亚胺铯(CsTFSI)的共晶熔体(共晶点组成：摩尔比为0.07:0.93; 共晶点温度为112 ℃)。循环伏安法结合SEM-EDAX和XPS 分析表明,在150 ℃可以在镍基板上电沉积得到金属钼。采用恒电流电解和脉冲电流电解的条件下,镀层的质量得到改善     

1-乙基-3-甲基-咪唑四氟硼酸盐离子液体中镝电沉积行为

研究室温下Pt电极上Dy3+离子在1-乙基-3-甲基-咪唑四氟硼酸盐(EMIMBF4)离子液体中的电化学行为。循环伏安法结合计时电流法和计时电位法研究结果表明,Dy3+离子的电化学还原是不可逆过程,还原为一步完成,即Dy3++3e-→Dy。计时电流法结合恒电位电解研究表明,Dy3+离子的还原过程受扩散控制。测得浓度0.01mol/L的Dy3+离子在0.1mol/LLiCl-EMIMBF4离子液体中的传递系数、扩散系数分别为0.176和(4.87-5.04)×10-10cm2/s。SEM和XRD分析表明,金属镝颗粒直径为几百纳米。     

室温离子液体中电沉积高耐蚀性Ni-Mn薄膜

目的提高AZ91D镁合金的耐腐蚀性能。方法通过电沉积方法在氯化胆碱-尿素离子液体中于镁合金表面电沉积Ni-Mn合金膜层。经过均一化前处理,在镁合金表面电沉积铜层,以提高后续Ni-Mn合金膜层与基体的结合力。利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)研究了Mn元素对膜层微观形貌、成分和相结构的影响,并通过电化学方法评价了镀层的电化学腐蚀行为。结果引入Mn元素后,膜层表面微观形貌从锥状演变为肿瘤状,且Ni-Mn合金膜层的Mn含量取决于电流密度,其含量随着电流密度的增加而增加。与纯Ni膜相比,引入少量Mn元素可以提高其耐腐蚀性能,然而引入过多的Mn元素,膜层的耐腐蚀性能将弱于纯Ni膜。结论当电沉积Ni-Mn膜层含有3.078%(原子数分数)Mn时,具有最佳的耐腐蚀性能,其自腐蚀电流密度Jcorr=0.301μA/cm2,自腐蚀电位Ecorr=-0.157 V(vs.SCE)。     

BMIC离子液体中电沉积制备Ir层研究

在BMIC离子液体中利用恒电压电沉积的方法在Pt基体上制备出表面平整且相对比较致密的Ir层.利用扫描电子显微镜和能谱仪(EDS)对Ir层的表面形貌和成分进行了分析.结果表明:在纯BMIC离子液体中恒电压电沉积时无法获得Ir层;加入乙二醇和提高温度均能够有效提高IrCl3在BMIC离子液体中的溶解度,从而有利于电沉积获得Ir层;Ir层表面随着BMIC与乙二醇的摩尔比的增大而变得粗糙;过低的恒电压电沉积时无法获得Ir层,而过高的恒电压又会使获得的Ir层非常疏松:较低的电沉积温度得不到Ir层,而较高的电沉积温度所获得的Ir层裂纹较大.     

Novel Ambient Temperature Ionic Liquids for Zinc and Zinc Alloy Electrodeposition

This work shows that novel ambient temperature ionic liquids can be produced from substituted quaternary ammonium salts and some metal salts. The ionic liquids are sufficiently conducting to allow electrochemical investigations to be carried out. Data on the electrochemical reduction of the metal ions is presented together with information on the deposit morphology of Zn, and Zn/Sn and Zn/Co alloys. The low cost and low toxicity of the ionic liquids makes possible their use for large-scale metal finishing applications.