AlCl3-BMIC离子液体中Na+含量对铝电沉积的影响

测定AlCl3-BMIC离子液体(摩尔比2:1)电导率与Na+含量的关系,采用循环伏安法研究不同Na+含量离子液体的电化学性能,并通过恒电流电沉积考察Na+含量对槽电压、电流效率、沉积层形貌及电沉积铝纯度的影响。结果表明:随着Na+含量增加,离子液体的电导率和铝电还原峰值电流密度降低,交换电流密度增加,传递系数基本保持不变;而且铝沉积的电流效率降低、能耗增加。此外,当离子液体中Na+含量低于0.2 g/L时,对铝沉积层形貌影响不大,当Na+含量增加到0.5 g/L时,沉积层变得平整致密,颗粒减小,但进一步增加Na+含量,颗粒又逐渐长大。离子液体中Na+的存在对铝沉积层的纯度影响很小,即使Na+含量高达2.0 g/L,铝沉积层中Na含量也非常低。     

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、致密度以及耐腐蚀性能.综述了添加剂对离子液体电沉积Al的影响,重点介绍了添加剂对Al沉积层微观结构、离子液体物理性质、Al沉积层耐腐蚀性能的影响,以及添加剂在离子液体电沉积Al中的作用机理.添加剂通过优化离子液体电导率、黏度等电化学性能与离子放电条件,来控制Al晶粒的形核与生长,从而调整晶粒的形核位置、细化晶粒尺寸、择优晶粒取向,甚至一些无机氯化物添加剂可与Al形成合金,最终获得光亮、平整、致密且耐蚀性能优异的Al沉积层.添加剂在离子液体电沉积Al中主要起整平剂与光亮剂的作用.最后,分析展望了添加剂在离子液体电沉积Al中的应用前景及未来的研究重点.     

离子液体[EMIM]Br-AlCl3中恒电流沉积铝

在磁力搅拌下,采用离子液体[EMIM]Br-AlCl3作为电解液并测其电导率,在不锈钢片上利用恒电流法电沉积铝,研究在AlCl3/[EMIM]Br摩尔比为2:1的离子液体中铝的电沉积速率、电流效率和阴极表面形貌的影响因素。采用扫描电子显微镜(SEM)分析沉积铝层的表面形态,采用X射线能谱仪(EDS)测试沉积铝的纯度。结果表明:离子液体[EMIM]Br-AlCl3的电导率随着温度的上升而增大,符合Arrhenius公式。电流密度,温度、搅拌速率和沉积时间均影响铝的沉积速率、电流效率和表面形貌。在电流密度为20 mA/cm2,温度为40℃,搅拌速率为700 r/min,时间为60 min的条件下,所得铝沉积层连续、致密、附着性好、颗粒状且粒径小;电流效率维持在80%以上,阴极铝层纯度达96%,其中少量的氧来自铝的氧化。     

铝基离子液体(BMIM)Br-AlC13的制备与电沉积应用

在高纯氩气气氛下,将AlC13与溴化1-丁基-3-甲基咪唑(BMIM)Br反应合成透明的铝基离子液体(BMIM)Br- AlC13;采用红外光谱仪、扫描电镜及X射线能谱仪对其结构进行表征.在298.15 K下进行16 h铝电沉积实验,通过循环伏安曲线法测定其电化学窗口.研究结果表明:铝基离子液体(BMIM)Br-AlC13的电化学窗口为3.40 V;扫描电镜分析表明,阴极新生态的铝晶粒生长完整、晶界完善;X射线能谱分析阴极表面新生态铝的结果显示主元素为铝,微量元素为氧.     

电沉积制备铝基合金镀层研究进展

通过电沉积法制备的铝基合金镀层因其优异的理化性能而广泛应用于各个领域.由于铝的氧化还原电位较负,因此有关铝基合金镀层的电沉积制备多在无水电解质体系中进行.无水电解质体系包括有机溶剂体系、无机熔融盐体系以及离子液体体系,三种电沉积体系各有利弊,但离子液体体系因其绿色无污染并且可设计性强的优点而有望取代传统溶剂得到更好发展...     

《材料保护》2011年第11期

<正>钕铁硼在AlCl3-EMIC离子液体中电沉积的铝镀层的耐腐蚀性能在钕铁硼(NdFeB)表面电沉积铝可提高行Nd。Fe在B不的添耐加蚀有性机,溶而铝剂的的电AlC沉l3积-E只M能IC在(无氯水化体1-系甲中基进-3-乙基咪唑)离子液体中对NdFeB表面电沉积,利用扫描电镜(SEM)、能谱、刻划剥离及热震试验对铝     

锌对AlCl3-BMIC离子液体电解精炼铝的影响

考察了锌对AlCl3-BMIC离子液体电解槽炼铝的影响。结果表明:锌的氧化电位相对于铝为0.23V,铝中含锌其钝化电位负移。随着阳极锌含量增加,阴极铝沉积物中的锌含量升高,阳极含锌量为4%时,阴极中锌含量只有阳极含量的1/62,电流效率在94%以上,能耗在1.58kWh/kg-Al～1.68kWh/kg-Al;随着离子液体中Zn(II)的增加,阴极沉积物锌含量增加,铝电沉积的电流效率会有少量的降低,槽电压和能耗变化不大。SEM研究发现,随着沉积层锌含量的增加,晶粒细化,沉积层表面更加平整致密。     

《电镀与环保》2009年第5期

氯铝酸熔融盐中电沉积铝及铝合金研究的进展 综述了近年来铝和铝合金在无机及有机氯铝酸熔融盐中的电沉积的研究进展,着重介绍了金属及其合金电沉积用的熔融盐,铝及其合金电沉积的无机和有机氯铝酸熔融盐。与其他熔融盐相比,氯铝酸熔融盐具有溶解能力强,易于配制,废液易于处理和价廉的优点,在电镀生产中有着广阔的应用前景。     

从复合离子液体中电沉积制备铱（英文）

为研究复合离子液体中电沉积制备Ir的工艺过程,探讨添加剂N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)对BMIC-BMIBF4复合离子液体黏度、电导率及电化学稳定性的影响,分析Ir Cl3在该复合体系中的电化学行为,并在不同电位下恒电位电沉积Ir层。采用扫描电镜及X射线衍射仪对沉积层形貌及组成进行表征。结果表明:DMAC的加入使复合体系的黏度降低、电导率升高、电化学稳定性提高;金电极上的循环伏安测试表明,Ir3+通过一步还原反应生成单质Ir的过程是受扩散速率控制的不可逆过程,其平均转移系数为0.170,扩散系数为1.096×10-6cm2/s;SEM显示,在还原峰电位处可以获得较为致密、平整的Ir层,而XRD谱表明Ir层为多晶结构。     

基于数值模拟的电镀3D打印厚度均匀性研究

目的 优化电镀3D打印工艺,提高单层电沉积厚度的均匀性。方法 建立耦合电解液流动、物质传递、电极反应的多物理场模型,并数值求解,研究反应离子浓度和电解液电势的分布云图,以及沉积层截面形貌随时间的演化规律,分析影响沉积层厚度均匀性的直接因素。最后讨论抑制剂本体浓度C_S、对流流速u₀、电解液电导率κ及阴极电位φ_c等因素对沉积层厚度均匀性的影响规律。结果 随着沉积时间的增长,沉积层的形貌越发不平整,反应离子浓度和电解液电势的分布云图随沉积层截面形貌的变化而变化。加入40 μmol/L抑制剂后,沉积层表面的反应离子浓度和过电势的分布更加均匀。抑制剂本体浓度越高,沉积层截面形貌越平整,沉积层厚度均匀性越好,但存在一个饱和抑制剂浓度40 μmol/L。沉积层厚度均匀性随对流流速或电解液电导率的增大先增后减,随阴极电位增大单调递增。结论 阴极表面反应离子浓度和过电势的不均匀分布是导致沉积层厚度不均匀性的直接因素。添加抑制剂可有效改善沉积层厚度的均匀性,过大或过小的流速或电导率都会降低沉积层的厚度均匀性,适当提高阴极电位可提高沉积层厚度...     

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。     

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。     

Electrodeposition of Crystalline Aluminium on Carbon Steel in Aluminium Chloride — Trimethylphenyl Ammonium Chloride Ionic Liquid

Aluminium electrodeposition on carbon steel is performed potentiostatically and galvanostatically from aluminium chloride — trimethylphenylammonium chloride room temperature ionic liquid (RTIL). The influence of the electrochemical parameters and temperature on the coating composition, morphology and corrosion resistance is studied. For each experimental condition, the coatings are composed of metallic crystalline aluminium, contain a small amount of chlorine and a few RTIL cations remain weakly adsorbed on their surface. It is shown that temperature increase favors the growth of aluminium coating but to the detriment of the nucleation and well covering coatings. The galvanostatically formed coatings at low temperature present a corrosion resistance close to that of aluminium.     

Electrodeposition of Chromium Black from Ionic Liquids

The efficient electrodeposition of chromium from an ionic liquid formed between choline chloride and CrClr6H20 is demonstrated. The addition of lithium chloride is found to allow the deposition of black chromium films that afford excellent corrosion resistance. The deposits formed are crack-free and made up of nanocrystalline material.     

Studies on electrochemical deposition of novel Zn–Mn–Ni ternary alloys from an ionic liquid based on choline chloride

Ternary Zn–Mn–Ni alloy coatings were electrodeposited for the first time from a choline chloride based ionic liquid with the aim of collecting properties of binary Zn–Mn and Zn–Ni alloys into one alloy system. The effect of electrodeposition potential on the composition and corrosion performance of the obtained ternary Zn–Mn–Ni deposits was investigated and contrasted with the characteristics of Zn–Mn and Zn–Ni deposits. Cyclic voltammetry revealed that the deposition of ternary Zn–Mn–Ni alloys behaved differently from the deposition of binary Zn–Mn and Zn–Sn alloys and that Mn deposition takes place at positive potentials in the Zn–Mn–Ni electrolyte than in the Zn–Mn electrolyte due to the presence of Ni²⁺ ions in the electrolyte. X-ray diffraction studies showed that the Zn–Mn–Ni ternary alloys consist of a lattice of Zn (with Mn and Ni imbedded inside) at low electrodeposition potentials and MnZn(with Ni imbedded inside) phase at high electrodeposition potentials. Chemical composition analysis show that the Mn content in the ternary Zn–Mn–Ni alloy increased with increase in electrodeposition potential, whereas Zn and Ni contents are suppressed. The corrosion tests results indicate that through addition of Ni into the Zn–Mn binary alloy, the Zn–Mn–Ni alloy tailored are more corrosion resistant than the Zn–Mn binary alloy whilst the passivation behavior is still preserved.     

Study of silver electrodeposition in deep eutectic solvents using atomic force microscopy

The electrodeposition of metals in ionic liquids and deep eutectic solvents leads to deposits with significantly different morphologies to those seen with aqueous solutions. The classical methods of fitting amperometric data to nucleation and growth mechanisms do not fit the data well in ionic systems and tend to focus on the short time-scale aspects of nucleation. In the current study, ex-situ AFM was used to model crystallite sizes and distributions by digitising and modelling the images. The deposition of silver from a deep eutectic solvent was chosen as it has been studied by several groups with a variety of techniques. The crystallite size data obtained from AFM and chronoamperometry for long time-scale deposition studies are compared and it is shown that the trends are similar, but there is a discrepancy in the nuclear number density of approximately an order of magnitude. The nuclear number density was found to be consistent with aqueous nucleation studies once differences in concentration and mass transport were accounted for.     

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。     

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     

基于低共熔溶剂稀土金属钇、钐、铽的电沉积研究

低共熔溶剂是一种新型离子液体类似物,具有宽的电化学窗口和独特的物理化学性质,在电沉积领域有着潜在的应用前景。本研究提出以氯化胆碱-尿素基低共熔溶剂为介质,系统研究3种稀土金属(钇、钐、铽)在该介质中的电沉积行为,并采用循环伏安法和恒电位法成功实现了稀土金属(钇、钐、铽)的电沉积。研究结果表明,60℃时,在该低共熔溶剂中钇、钐、铽的电沉积过程为扩散控制过程,扩散系数分别为7.3744×10^-13、1.1032×10^-12和9.2936×10^-13 cm²·s^-1,沉积获得的稀土金属钇、钐、铽具有二维纳米网络结构。本研究为稀土金属的电沉积及提炼提供新的策略。