离子液体中电沉积金属的研究现状

综述了近年来利用离子液体电沉积金属的研究进展.根据不同组成,将离子液体分为AlCl3型、非AlCl3型和多元复合型.某些离子液体作为新型"绿色"电解质具有良好的电化学性能,并在电沉积金属方面显示了广阔的应用前景.     

NdFeB磁体表面离子液体电沉积Al层的组织结构及耐蚀性能

NdFeB磁体表面电沉积铝可提高其耐蚀性,但无法在水溶液中进行。为此,在BMIC（1-丁基-3-甲基氯化咪唑）-AlCl3型离子液体中添加甲苯添加剂对NdFeB磁体恒流电沉积Al层。探讨了甲苯含量对电沉积Al层显微形貌及表面粗糙度的影响,研究了最佳甲苯含量离子液体电沉积Al层的耐蚀性。结果表明：在BMIC-AlCl3离子液体中添加20％甲苯,Al沉积层致密、平整,结合良好,甲苯的加入使Al沉积层的晶粒取向产生了变化,细化了晶粒,整平了沉积层;相对于纯离子液体电沉积灿层,添加20％甲苯所得Al沉积层的耐蚀性明显提高。     

离子液体中电沉积半金属及半导体材料的研究进展

离子液体作为一种新型的环境友好的绿色溶剂,具有温度范围大、电化学窗口宽等优点。综述了近年来离子液体在半金属和半导体电沉积中的应用研究状况,并展望了离子液体在电沉积领域的发展趋势。     

AlCl_3-EMIC室温离子液体制备Al-Al_2O_3复合涂层

首次在室温下用含10g/L Al2O3颗粒的AlCl3-EMIC室温离子液体电沉积制备出Al-Al2O3复合镀层。沉降试验表明,Al2O3颗粒在酸性AlCl3-EMIC室温离子液体中能形成稳定的悬浮液。通过SEM观察镀层表面和断面形貌,发现Al2O3颗粒均匀地分布在镀层中。显微努氏硬度检测结果表明,Al-Al2O3复合镀层的硬度高于纯Al镀层,其中Al镀层的硬度随着电流密度的增大而增高,而Al-Al2O3复合镀层的硬度却随着电流密度的增大而呈降低的趋势。本文还讨论了Al2O3颗粒在离子液体中的分散机制,以及和颗粒共沉积的过程。     

烧结NdFeB磁体MnCl2-AlCl3-BMIC离子液体电沉积Al-Mn合金层的防腐蚀性能

对烧结NdFeB磁体作Al-Mn合金镀可以提高其耐腐蚀性能,但这只能在无水体系中进行.以MnCl2-AlCl3-BMIC(氯化1-丁基-3-甲基咪唑)为离子液体(AlCl3与BMIC的摩尔比为2∶1),对NdFeB磁体电沉积Al-Mn合金.采用SEM扫描电镜观察了Al-Mn镀层的形貌,采用X射线衍射分析了相结构,采用3.5％NaCl溶液测试了耐腐蚀性能;探讨了离子液体中MnCl2浓度对Al-Mn合金镀层结构及性能的影响.结果表明:NdFeB磁体表面电沉积Al-Mn合金,当离子液体中MnCl2浓度为0.05～0.25 mol/L时,Al-Mn合金镀层的结构由晶态逐渐转变为非晶态,耐腐蚀性能显著提高,且优于铝镀层.     

离子液体在电化学沉积中的研究进展

室温离子液体是由有机阳离子和有机或无机阴离子组成的一类新型液体,利用离子液体电沉积金属、半导体金属等有着重大意义.介绍了离子液体的性能,综述了离子液体在单质金属、合金、半导体电化学沉积中的应用.并展望了离子液体用于金属沉积的发展前景.     

BMIC-AlCl3离子液体的电化学性能

研究了酸性BMIC-xAlCl3(氯化-1-丁基-3-甲基咪唑-AlCl3)离子液体的电化学性能。结果表明,x(AlCl3)(AlCl3的摩尔分数)对离子液体的电化学性能有着较大的影响。当0.50.667时,随着x(AlCl3)进一步增大,电导率开始下降,阴极电流密度减小,阴极电流效率减小。沉积层随着x(AlCl3)的增大变得平整致密。此外,红外光谱研究发现,随着x(AlCl3)的增大,AlCl4-的吸收峰逐渐减弱,Al2Cl-7的吸收峰增强,但当x(AlCl3)>0.667时,Al2Cl-7的吸收峰又稍有减弱。     

添加剂聚乙二醇400对Reline离子液体电沉积Zn过程及镀层组织结构与耐蚀性的影响

目前,鲜见将传统水溶液电镀添加剂用于离子液体电沉积Zn的报道。为了进一步提高锌镀层质量,在含有ZnCl2的氯化胆碱-尿素(Reline)离子液体中添加聚乙二醇400(PEG400),采用循环伏安法研究了PEG400对Zn在Reline-ZnCl2镀液中电沉积过程的影响;并在AM60B镁合金表面脉冲电镀Zn,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)等分析了脉冲电镀锌层的组织结构和表面形貌,通过极化曲线研究了其耐腐蚀性能。结果表明:Reline-ZnCl2离子液体镀液中加入PEG400添加剂使Zn的还原峰电位负移、峰电流减小,对Zn电沉积产生阻碍作用;PEG400添加剂的加入使脉冲电镀锌层晶面的择优取向发生变化,晶粒显著细化,结构更加致密,镀层耐腐蚀性能提高。     

离子液体中电沉积钴铬合金析氢性能研究

为了研究电沉积合金材料的析氢性能,本文在离子液体中通过脉冲电沉积法在碳钢上制备钴铬合金,研究了离子液体中电沉积不同的钴盐浓度对析氢过电位的影响,并与离子液体中电沉积的Co电极和Cr电极,水溶液中电沉积的Co-Cr合金电极进行了对比分析。利用三电极体系测试沉积电极在碱性环境下的电化学性能,采用线性极化法、方波电位法、交流阻抗法、恒电流电解法等电化学测试方法,并结合XRD、SEM、EDS进行了形貌、物相与元素分析。实验结果表明：制备的Co-Cr合金是多晶的,其晶粒尺寸为12.3 nm;当电流密度为10和100 mA/cm²时,所对应的析氢过电位分别为-105和-408 mV;当塔菲尔斜率为-0.228 V/dec时,析氢电阻为2.45Ω,计算得到其微观表面积为647 cm²;合金中Cr的质量分数约为8.5%,Co的质量分数约78.5%。随着钴盐浓度的上升,电沉积的钴铬合金电极的析氢性能越来越好。在离子液体中,通过脉冲电沉积制备的Co-Cr合金电极具有出色的电化学析氢性能,析氢机理为析氢反应动力学中的Volmer-Heyrovsky反应机理,析氢性...     

离子液体在催化中的应用研究进展

近年来,离子液体以其独特的优势成为催化体系研究的热点。离子液体具有良好的溶解性、较低的挥发性、可设计性和可重复使用性等特点,作为反应催化剂和溶剂,其相比于传统溶剂展现出更好的选择性和反应速率。综述了离子液体作为反应催化剂、反应溶剂、共催化剂或活性催化剂、负载型离子液体等在催化体系中的应用研究进展,并展望了离子液体在催化中的发展前景。     

Low temperature electrochemical deposition of highly active elements

Electrochemical methods are attractive for thin film deposition due to their simplicity, conformal and high rate deposition, the ability to easily make multilayers of different composition, ease of scale-up to large surface areas, and applicability to wide variety of different shapes and surface geometries. However, many elements from periodic table of commercial importance are too active to be electrodeposited from aqueous solution. Recent advances are briefly reviewed for room temperature methods for electrochemical deposition, including electrodeposition from ionic liquids, electrodeposition from organic solvents, combined electrodeposition and precipitation on liquid metal cathodes, and galvanic deposition. Recent studies of electrodeposition from ionic liquids include deposition of thick (40 μm) Al coatings on high-strength steel screws in a manufacturing environment; deposition of continuous Si, Ta and Nb coatings; and numerous interesting mechanistic studies. Recent studies of electrodeposition from organic solvents include Al coatings from the AlCl₃–dimethylsulfone electrolyte, which demonstrate that additives can be employed to suppress impurity incorporation and to improve the deposit quality, and thick (5–7 μm) and continuous Si coatings from SiCl₄ in acetonitrile. Galvanic deposition of Ti, Mo and Si coatings onto Al alloys has recently been reported, which is potentially much simpler and less expensive than electrodeposition from ionic liquids and organic solvents, but has complications associated with substrate consumption and coating adhesion.     

Application of ionic liquids in photopolymerizable holographic materials

The influence of ionic liquids in photopolymerizable holographic materials was investigated extensively. The structures of ionic liquids have important effect on the properties of the materials. Although not all tested ionic liquids can improve the properties of the materials, the ionic liquids based on imidazolium, pyridium, or phosphonium with appropriate counter anions can be used as additives to increase the sensitivity, the diffraction efficiency, and the resolution of the materials in the thin hologram. Polymerizable ionic liquids have also been used as additives. Higher sensitivity, higher diffraction efficiency and higher resolution were obtained as well. These ionic liquids can carry out the photopolymerization during exposure to UV light to recording the hologram. They may assist to form a more stable hologram.     

手性离子液体应用的研究进展

手性离子液体作为一种新型的功能材料,近年来逐渐成为研究的热点。重点综述了其在Michael加成、Diels-Alder反应、羟醛缩合反应、Baylis-Hillman加成等不对称合成反应及光谱识别、色谱分离、材料合成等领域的最新应用发展,并指出了限制手性离子液体应用的主要困难和问题,展望了今后的发展方向。     

磷酸酯基离子液体对木质素的溶解性能

合成表征了5种磷酸酯类离子液体,并将其用于溶解木质素。结果表明,离子液体1,3-二甲基咪唑磷酸甲酯盐[Mmim]DMP对木质素的溶解性能最佳,在70℃搅拌120 min,木质素溶解度可达45%。扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和红外光谱(FT-IR)表征结果显示离子液体在木质素溶解过程中并未使木质素发生衍生化反应,但经离子液体溶解再生后,木质素的形貌均发生了显著变化,离子液体溶解性能越强,所得再生木质素颗粒越均匀、分散性越好且弥散衍射特征越强烈。此外,回收所得离子液体重复使用5次后,对木质素仍有较好的溶解性能。     

基于系列离子液体的折射率研究

离子液体作为新颖的"软"功能材料已成为目前研究的新热点。折射率的研究对了解离子液体这种新型光学材料的结构性质具有重要意义。对选取的系列离子液体{[Cnmim]BF4(n=6,8,10,12),[Cnmim]PF6(n=8,10,12),[Cnmim]I(n=7,8,10),[Cnmim]Cl(n=10,12,14),[CnPy]BF4(n=9,11,13)等}在空气中的折射率进行了测试和理论分析,结果表明,(1)若阴离子为BF4-和PF6-,离子液体的折射率随阳离子侧链的增长而线性增加;若阴离子为Cl-和I-,离子液体的折射率随离子液体阳离子侧链的增长而线性减小,相关系数R分别是0.98854、0.98004、0.99942、-0.97888、-0.9793;(2)当阳离子一定时,阴离子体积越大,折射率越小,单元素阴离子比多元素阴离子的离子液体折射率要大;(3)离子液体的折射率随温度升高而减小,卤盐离子液体与四氟硼酸盐和六氟磷酸盐离子液体相比对温度变化更敏感。     

离子液体在有机光电转换器件中的应用研究进展

近年来,离子液体因具有不易挥发、性质稳定、透光性好、导电率高、可设计性,以及易于在界面处形成双电层等物理化学性质,而展现出广阔的应用潜力和前景,逐渐成为国际科学研究的前沿和热点之一。其中,将离子液体应用于染料敏化太阳能电池(Dye-sensitized solar cells,DSSCs)、钙钛矿太阳能电池和有机光电探测器等有机光电转换器件的研究备受关注。 在有机光电转换器件中,离子液体在染料敏化太阳能电池方面的应用最为广泛且完善。高效DSSCs主要是基于有机溶剂的液态电解质结,但有机溶剂在带来较高光电转换效率的同时,其本身存在的易挥发汽化、光热稳定性差等缺点,导致DSSCs的器件寿命与长期稳定性受到影响,离子液体的引入能有效解决以上问题。此外,离子液体还以电子传输层以及界面修饰层的形式引入,具有高电荷迁移率、低功函数以及高稳定性等优点,能在一定程度上改善器件的短路电流、填充因子和光电转换效率等。因此,离子液体成为在DSSCs的实际应用中兼具性价比高、封装难度低、性能好、稳定性高四大优点的辅助材料。在钙钛矿太阳能电池方面,离子液体的低功函数和高电子迁移率以及一些特殊性质如钝化反应、黏度效应等,都能够实现对电子萃取率、电荷转移电阻、钙钛矿结晶情况等方面的控制以满足实际设计要求,进而有助于钙钛矿太阳能电池的光电转换效率、填充因子等性能指标不同程度的提升。在有机光电探测器方面,引入的离子液体能促使在与之接触的界面处形成双电层,双电层的形成及离子液体的高导电率使得入射光不必照射有机光电探测器上下电极的重叠区域仍旧可以产生较大的光电流输出,从而可以有效摆脱有机光电探测器对电极材料透光性要求的局限性。同时双电层的形成还将促进有机光电探测器工作层中的电荷分离,进一步提高有机光电探测器的响应率。 本文主要从染料敏化太阳能电池、钙钛矿太阳能电池、有机光电探测器三个方面,综述了离子液体在有机光电转换器件中的国内外应用研究进展,就离子液体对提升有机光电转换效率及其实现器件新功能的工作机理进行了详细分析,并对其未来的应用研究方向进行了展望,为今后进一步设计出更适合有机光电转换领域应用的离子液体提供参考。     

离子液体在聚合物材料加工中的应用

由于离子液体具有电导率高、热稳定性好、蒸气压低、不燃烧等优良性质,越来越多地应用于有机合成、分离、电化学和材料加工等领域.综述了离子液体在聚合物材料加工中的应用研究进展,主要包括聚合物电解质的合成应用研究、聚合物在离子液体中的溶解、以离子液体为溶剂的聚合反应以及离子液体作为聚合物的增塑剂.     

Ionic liquids confined in porous matrices: Physicochemical properties and applications

Ionic liquids are emerging as important materials for applications in electrochemical devices, green chemistry etc. For device applications, ionic liquids are generally, either incorporated in polymer matrices or confined in porous matrices (giving rise to an interesting class of materials ‘Ionogels’). This review deals with the science and technological applications of ionic liquids confined in nano-pores. A comprehensive overview is given about the experimental studies dealing with the changes in the physico-chemical properties of ionic liquids like thermal phase transition, stability, dynamical behavior, optical properties etc. Recent theoretical studies highlighting the layering and structural heterogeneity of ionic liquids confined in nano-pores are also discussed. To make the review self-reading, basic ideas about ionic liquids and the phenomena of confinement are also briefly included.     

离子液体的合成与纯化方法研究进展

综述了离子液体的种类、合成及纯化方法。离子液体的纯度对其物理化学性质至关重要,是研究其应用的首要问题。本文介绍了离子液体的合成方法,并对比了其优缺点,发现合成方法对离子液体的纯度起着关键作用,指出了影响离子液体纯度的因素,分析对比了离子液体的纯化方法,包括真空干燥、有机溶剂萃取、重结晶、吸附剂法、分子筛法等,根据影响因素种类的不同,优选纯化方法,并对离子液体的发展进行了展望。