Cl~--BSP-RPE添加剂存在下Cu在铜电极上的电沉积

采用线性电势扫描、循环伏安和计时电流研究50℃下Cl-、BSP、RPE单独存在或同时存在时,在含320 g/L CuSO4·5H2O、110 g/L H2SO4溶液中,Cu在铜电极上的电沉积过程,并通过SEM和XRD表征无添加剂和添加30 mg/L Cl-+5 mg/L BSP+5 mg/L RPE后得到的铜箔的形貌和结构。结果表明:Cl-、BSP在Cu的电沉积过程中起着去极化作用,RPE随着浓度的增大极化作用逐渐增强;BSP使成核数密度增大,但同时会降低铜离子的扩散系数,添加30 mg/L Cl-+5 mg/L BSP+5 mg/L RPE会增大表观传递系数和扩散系数,加快Cu的电沉积过程;在Cl-、RPE以及30 mg/L Cl-+5 mg/L BSP+5 mg/L RPE作用下,Cu的电沉积都是在开始时接近瞬时成核,随着时间延长,向连续成核靠近,最终偏离理论模型;而在BSP作用下,始终接近瞬时成核理论。添加30 mg/L Cl-+5mg/L BSP+5 mg/L RPE可以在50℃高浓度酸铜溶液中快速电沉积得到光亮平整的电解铜箔,铜镀层呈现(111)晶面较大择优取向。     

电解-强化微电解耦合法处理含铜废水

通过电解?强化微电解耦合法处理模拟含铜废水,考察不同工艺条件对出水Cu 2+残留浓度的影响,借助电化学工作站和扫描电子显微镜分析铜离子的还原电沉积过程和结晶过程。结果表明：电解?强化微电解耦合法处理含铜废水的最佳工艺条件为电解电压12 V,pH=4,铁炭质量比为3：1,还原反应后出水Cu2+残留浓度仅为4μg/L,出水水质远优于单独微电解法和单独电解法的,强化微电解反应施加的外电场能推动铜离子电沉积还原峰向正方向移动,降低反应过电位,促进还原反应快速进行,同时,外电场的存在使得活性炭表面电沉积的铜晶体显著细化。     

十二烷基硫酸钠（SDS）对铜电沉积行为的影响

在酸性体系中采用阴极扫描伏安和计时电流等电化学测试方法,研究添加十二烷基硫酸钠（SDS）对铜电沉积过程的影响机理。结果表明：SDS的添加使沉积电位正移,降低了阴极极化。SDS浓度低于临界胶束浓度1g/L时,铜的成核弛豫时间延长,形核速率降低。SDS浓度高于临界胶束浓度时,形成SDS球状胶束,铜的成核弛豫时间减少,形核速率加快。铜晶核形成过程符合Scharitker?Hill 三维成核/生长机制,当SDS为1g/L时,在-0.2V的低过电位区,铜结晶按渐进成核方式进行,在-0.23--0.28V的高过电位区,铜结晶按瞬时成核方式进行。而当SDS为0.5g/L时,铜在-0.2V--0.25V的低电位区和在-0.28V的高电位区均符合渐进成核。     

铜离子对工业电解液中镍电结晶行为的影响EI北大核心CSCD

研究铜离子浓度对工业电解液中镍电结晶过程的影响。采用传统三电极体系,通过阴极极化法、循环伏安法、计时电流法分析铜离子对镍电结晶初期行为的影响。利用电位阶跃和霍尔槽实验制备沉积层并通过SEM观察其微观组织形貌,通过XRD分析其择优生长取向。结果表明:不同质量浓度铜离子的加入使得镍电结晶过电位降低,镍的起始沉积电位发生正移,但并不改变镍形核/长大的生长方式。铜离子的加入使镍形核弛豫时间t_(m)逐渐缩短,峰电流I_(m)逐渐增大;当铜离子质量浓度为0.5和1.0 g/L、阶跃电位为−0.85 V时,镍电结晶处于三维连续形核和三维瞬时形核之间;当阶跃电位处于−0.90~−1.00 V时,接近于三维瞬时形核。随着铜离子浓度增大到1.5 g/L、2.0 g/L时,镍电结晶由三维连续形核转变为三维瞬时形核;镍−铜电解液在电沉积过程中更适用于三维瞬时形核/生长机制。随着铜离子的引入,镍和铜发生共沉积,沉积层晶粒尺寸变大;沉积层的形貌由最初的小圆球颗粒逐渐变为金字塔状,生长方式以螺旋位错生长方式为主,晶粒逐渐由(111)面转变为(111)、(220)面生长。     

Sn-Cu合金的电沉积行为及添加剂的影响

利用循环伏安和计时安培研究Sn-Cu合金体系在玻碳电极上的电沉积行为,通过阴极极化曲线、SEM观察及EDS分析讨论柠檬酸和硫脲对Sn-Cu共沉积的影响。结果表明,Sn-Cu共沉积过程为扩散控制的不可逆过程;在沉积电位-600～-750mV的范围内Sn-Cu共沉积初期结晶行为满足三维Scharifker-Hills瞬时成核模型,随着过电位的增大,形核活性点增多,形核弛豫时间缩短;当沉积过电位大于-700mV时,Sn2+的扩散系数约为6.435×10-6cm2/s;柠檬酸和硫脲的加入细化了镀层晶粒,使镀层表面更加平整和致密。此外,硫脲的加入降低了镀层中铜的含量,使合金镀层中铜的含量维持在0.5%～2.0%(质量分数)。     

EDTA体系无氰碱性镀铜的电化学成核机理

采用循环伏安法和计时电流暂态曲线研究了EDTA(乙二胺四乙酸)体系无氰碱性镀铜的电化学成核机理。结果表明,铜在玻碳电极上的沉积遵循3D"成核/生长"机制;计时电流暂态曲线分析表明,在高负电位下铜离子的结晶成核方式遵循瞬时成核机制,低负电位下则趋向遵循连续成核机制,且过电位增加会促进铜离子结晶形核,随最大电流Im增大,电结晶成核数增多。     

电解液温度和pH值对铜电沉积行为及性能的影响

本文通过循环伏安(CV)和计时电流(CA)实验研究了电解液温度和pH值对铜电结晶行为的影响,并采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、三维超景深显微镜和显微硬度计分析了电解液温度和pH值对铜电沉积层的相成分、择优取向、微观结构、粗糙度和硬度的影响。结果表明,铜电结晶过程均为受扩散控制的三维形核生长模式。当电解液温度为35 ℃时,铜的电沉积效率最高;电解液pH值为9时,对铜的电沉积促进作用最优。不同电解液温度和pH值最终的成核机制均为三维瞬时成核生长。随着电解液温度的降低和pH值的增加,择优取向由（111）晶面转变为（220）晶面。当电解液温度为35 ℃,pH为9时,可获得具有平整致密、粗糙度和硬度良好的铜电沉积层。     

不同氯化锰含量对铁电沉积过程的影响

过去,鲜见氯化锰对铁电沉积阴极过程影响的报道,对铁沉积机理研究相对较少。采用线性扫描伏安法、单电位阶跃计时电流法、交流阻抗谱等技术对基础镀铁液和加入氯化锰后的镀铁液中铁在玻碳电极上的电沉积进行了对比性研究。结果表明:加入氯化锰增大了阴极电化学极化,并有效降低了浓差极化,氯化锰含量超过34g/L后提高含量对阴极极化影响不明显;在-1.225~-1.300 V阶跃电位内,不管镀液中是否含有氯化锰,铁在玻碳电极上的电结晶都遵循三维瞬时成核理论,添加氯化锰后扩散系数D显著升高,添加50 g/L MnCl2镀液中的扩散系数相对于基础镀液涨幅达74%;氯化锰使溶液/电极界面电荷传递电阻Rct显著提高、溶液电阻Rsol呈小幅度降低,双电层电容Cdl显著增大,与阴极极化结果相吻合。     

有机添加剂对碱性条件下电镀铋的影响

利用电化学技术研究有机添加剂存在的碱性环境下铋的电沉积行为。结果表明:在循环伏安法试验中,铋的成核是一个扩散非可逆控制的电沉积过程,有机添加剂的存在使铋的沉积电位明显负移;在计时电流法试验中,铋的电沉积是一个典型三维连续成核过程。利用循环伏安法和计时电流法可以计算出非常接近的扩散系数,分别为1.17×10-5和1.55×10-5 cm2/s,说明这两种方法可用于有机添加剂电沉积铋的动力学计算研究。此外,氨基三亚甲基膦酸的加入细化了镀层晶粒,使镀层表面更加平整和致密。     

铈离子对镍电结晶过程的影响

为了解铈离子对镍电沉积电极过程的影响,采用线性扫描伏安法、单电位阶跃计时电流法、交流阻抗谱等方法,对镍在玻碳电极上的电沉积进行了研究。实验结果表明：CeCl3的加入使镍离子的扩散系数下降、电荷传递电阻增大,加大了镍沉积的阴极极化,同时使电结晶成核速率常数增大,晶体向外生长速度下降。这些变化可能与Ce^3＋及在沉积过程中形成的Ce^3＋多核配离子吸附在阴极表面有关。但铈离子的加入没有改变镍在玻碳电极上的电结晶成核机理。     

ChCl-OxA低共熔溶剂中铜的电沉积行为研究

目的 研究铜在氯化胆碱-草酸(ChCl-OxA)低共熔溶剂中的电化学行为、电结晶机理及电沉积历程.方法 采用循环伏安法(CV)和计时电流法(CA)研究了铜在ChCl-OxA低共熔溶剂中的电化学行为和不同电位阶跃下的电结晶机理.采用扫描电子显微镜(SEM)和X-射线衍射技术(XRD)对铜镀层的微观形貌和物相组成进行了表征.结果 ChCl-OxA低共熔溶剂的电化学稳定窗口为2.10 V.铜离子经过两个连续的电化学步骤还原为金属铜,两个还原峰电位(vs.Ag)分别为0.686 V(Cu2+/Cu+)和0.365 V(Cu+/Cu0),还原电位均位于正电位区,说明铜离子具有强还原性.不同扫描速度下的CV曲线表明,两个还原峰电位Ep均随扫描速度v的增加而呈现负移的趋势,符合不可逆电极反应的特征.对Ip和v1/2之间的关系进行了线性拟合,发现Ip与v1/2之间均为线性关系,故可认为该体系中Cu(Ⅱ)的两步还原反应均是受扩散控制的,进一步计算出扩散系数DCu(Ⅱ)、DCu(Ⅰ)分别为7.27×10–9、5.70×10–9 cm2/s.在–0.60～–0.68 V下测定CA曲线,通过拟合CA曲线和理论曲线对比发现,Cu(Ⅱ)在ChCl-OxA体系中的电结晶过程符合Scharifker-Hill三维瞬时形核模型.SEM结果表明,不同沉积时间下的铜晶粒具有不同形态,如球形、短棒状等,可获得均匀、致密的铜镀层.XRD结果表明,镀层由面心立方结构(FCC)的单质铜组成,最优结晶面为(111).结论 Cu(Ⅱ)在ChCl-OxA低共熔溶剂中的电沉积过程为受扩散控制的不可逆电极过程,且形核机制为三维瞬时形核.在该体系中可得到均匀、细致的铜镀层,且铜镀层平均晶粒尺寸为45.34 nm.     

色层分离法回收锗氯化蒸馏高氯残液中的Zn(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)

基于Zn2+/Cu2+与Cl?配位能力的差异,采用阴离子交换色层分离法和717树脂,选择性回收氯化蒸馏提锗工艺所产生高氯残液中的锌和铜.理论计算和光谱分析表明,Zn2+与Cl?的配位能力远强于Cu2+与Cl?的配位能力,同时Cl?浓度显著影响Zn(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)在溶液中的存在形态.此外,考察Cl?浓度、树脂用量、振荡...     

Co/Pd纳米多层膜的制备及其磁性能

以单晶Si(111)为基底,采用双槽法电结晶制备了Co/Pd纳米多层膜,使用电化学石英晶体微天平(EQCM)精确测定沉积过程中Co和Pd膜的质量随沉积时间的变化.通过电位阶跃法探讨了沉积层晶体成核机理,得到Co和Pd电结晶初期均为三维瞬时成核过程. X射线衍射(XRD)研究表明,Co和Pd的结晶与生长显示择优取向,出现了111Co-Pd的合金峰.并用物性测量系统(PPMS)测试了Co/Pd多层膜的磁性能,所得磁滞回线表明:矫顽力随着多层膜磁性层厚度的减小而增大,可达到9.0×104 A/m.     

用Cu~(2+)印迹凹土/壳聚糖复合材料纯化低品位铜矿中的铜

利用Cu2+印迹凹土/壳聚糖复合材料(Cu2+ions-imprinted attapulgite/chitosan composite materials,Cu2+-IICA)富集和纯化低品位铜矿中的铜,将低品位铜矿粉碎后用1 moL/L盐酸搅拌浸泡24 h,浸出液中铜用Cu2+-IICA进行分离和纯化,采用单因素实验设计法优化筛选Cu2+-IICA纯化铜的最佳静态吸附-解析和动态吸附-解析工艺条件。结果表明,Cu2+-IICA纯化铜的静态吸附-解析最佳条件为Cu2+的初始浓度20.00 mg/mL、吸附温度25℃、pH值5.0,解析液6%HNO3(质量分数)溶液;动态吸附-解析最佳条件为上样液流速40.0 mL/h、上样液体积60.0mL、解析剂用量150 mL、解析剂流速60.0 mL/h。在最优条件下Cu2+-IICA对铜具有良好的选择性和吸附性能,矿石经Cu2+-IICA分离纯化后,铜含量由纯化前的8.06%增大到纯化后的92.78%,提高了11.5倍。     

杂质铜离子对电镀镍层组织形貌及耐蚀性的影响

目的 研究电镀镍液中存在的铜离子杂质对电镀镍层微观组织和耐蚀性能的影响。方法 以五水合硫酸铜的形式向电镀镍液中加入不同质量浓度(5、10、30 mg/L)的铜离子杂质,并以初始配制的电镀镍液(0 mg/L Cu²⁺)为空白组对照。选用低电流密度(0.5 A/dm²)在Q235钢上电镀镍层,并通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和电化学分析技术对电镀镍层的表面微观形貌、晶体织构、表面各元素化学态信息及耐蚀性能进行表征和分析。结果 随着电镀镍液中铜离子浓度的增加,镍层的颜色逐渐变灰,外观质量降低。当电镀镍液中铜离子的含量在工业容忍度范围内时(≤10 mg/L),镍层的颜色较为光亮,晶粒尺寸较小且均匀。当铜离子的浓度大于工业容忍度时(>10 mg/L),晶粒开始变得粗大,且尺寸不均匀。镍晶的生长方式并未改变,仍以螺旋位错的方式进行生长。镀液中存在的铜离子改变了镍晶体的结构,主峰的衍射角度向大角度发生偏移,半峰宽逐渐变大,晶面间距减小,同时影响了镍晶体的择优生长取向,晶粒逐渐由(111)和(200)面转为(111)和(220)面生长。XPS测试结果显示,铜离子浓度的增加导致镍的析出效率降低,铜离子在镍层中析出,并以单质铜和氧化铜的形式存在于镍层中。电化学测试结果表明,电镀镍液中存在的铜离子降低了镍层的耐蚀性能。当铜离子的质量浓度从0 mg/L增加至30 mg/L时,镍层在质量分数为3.5%的NaC1溶液中的开路电位(OCP)逐渐降低,自腐蚀电位由?0.487 mV降至?0.547 mV,自腐蚀电流密度由7.898 9 μA/cm²增加至17.316 μA/cm²。电化学阻抗模值和相位角变小,电荷转移电阻(Rct)由1 798 Ω.cm²减小至851 Ω.cm²。结论 在瓦特液中,微量铜离子杂质会导致镍结晶粗大,镀层外观灰暗。镍层中的杂质铜原子会引起一定程度的晶格畸变,使晶格常数变小,晶粒生长择优取向发生改变。随着铜离子杂质浓度的增加,电镀镍层在质量分数3.5%的NaCl溶液中的自腐蚀电流密度增大,阻抗值相应地降低,抗腐蚀性能下降。     

差分脉冲伏安法对生物冶金中铜(II)的在线检测(英文)

采用差分脉冲阳极伏安法实现生物冶金中铜(II)浓度的在线检测。结果表明,当体系中仅有铜(II)存在且其浓度范围为1μmol/L～1 mmol/L时,差分脉冲阳极伏安法所测阳极氧化峰电流与浓度间有很好的线性度。当此体系中含有0.2 mol/L KCl时,铜离子检测的线性范围从1 mmol/L(64 mg/L)扩展到100 mmol/L(6.4 g/L)。在此条件下,二价铜离子的还原分为两步连续的单电子转移过程,中间态为Cu+的络合物CuCl-。此外,在铜的生物冶金体系中,经常会有铁离子存在,因此对铜离子检测的铁离子干扰也进行了研究,结果表明,当铁离子浓度低于100 mmol/L(5.6 g/L)时,其对铜离子检测的干扰可忽略。     

初始pH值和Cl~-浓度对CuCl水解的影响

通过设定不同初始p H值、Cl-浓度的溶液环境,观测溶液颜色、记录p H值变化,运用XRD检测产物成分,研究Cu Cl水解反应。结果表明:初始p H值(用H2SO4调节)为2时,水解产物为含铜离子的溶液;初始p H值在2.4~3.0时,Cu Cl水解产物为Cu4SO4(OH)6·2H2O;初始p H值在3.3~7.0时,Cu Cl水解产物为Cu2(OH)3Cl,初始p H值影响Cu Cl水解过程和最终产物。Cl-浓度较小时,Cu Cl水解过程有Cu2O生成阶段;随Cl-浓度增大,Cu2O生成过程缩短,最终生成Cu2(OH)3Cl;当Cl-浓度足够大时,Cu Cl水解直接生成Cu2(OH)3Cl,初始Cl-浓度影响Cu Cl水解进程。     

银铜纳米枝晶的生长及光学吸收性质

通过电沉积法制备出了Ag - Cu纳米枝晶,并表征了样品的晶体结构、微观形貌以及光学吸收特性.结果表明:当Ag+:Cu2＞1时,制备出银铜纳米单相合金,Ag+:Cu2+＜ 1/4时,制备出银铜纳米双相合金.当E=-0.2V时,形成单个银铜纳米粒子和粒子团簇,吸收峰位于402 nm处:随着沉积电位的增加,形成纳米枝晶,且光学吸收峰发生蓝移.在不同成分的银铜合金中,当Ag+Cu2+=4:1时,形成银铜纳米枝晶,吸收峰在358 nm处,随着铜元素的增加,枝晶尺寸减小,光学吸收峰红移.结合电结晶理论和经典枝晶生长理论解释了Ag - Cu纳米枝晶的形成机制.     

Sb(Ⅲ)在碱性木糖醇溶液中的阴极电沉积(英文)

运用循环伏安法、线性电位扫描法研究木糖醇在碱性溶液(含锑)中的电化学稳定性及锑在木糖醇碱性溶液中的沉积动力学参数;采用计时电流法研究锑在不锈钢阴极上的电化学成核机理。循环伏安测试结果表明,木糖醇在碱性溶液中的稳定性较好,在-1.20V～+0.60V(vsHg/HgO)范围内无氧化还原反应发生,在电位负于-1.70V(vs.Hg/HgO)时木糖醇在锑电极上可能发生分解。在该体系中,锑在阴极上的沉积经历了不可逆电结晶过程。根据线性电势扫描结果,锑沉积的活化能、表观传递系数、交换电流密度等动力学参数分别为46.33kJ/mol、0.64和4.40×10-6A/m2。计时电流法实验结果表明,锑在碱性木糖醇溶液中的成核机理符合扩散控制下的三维连续成核模型,外加电位对晶体生长速率和恒定电位下的饱和晶核密度有显著影响。通过分析恒电位阶跃曲线,求出锑离子在该体系中的扩散系数为1.53×10-6cm2/s。     

Sn/Cu互连体系界面金属间化合物Cu_6Sn_5演化和生长动力学的相场法模拟

运用多相场模型模拟了Sn/Cu互连体系中晶界扩散系数DGB及界面初生金属间化合物(IMC)相(η相)与液相Sn(L相)间界面能σηL对界面Cu6Sn5组织演化和生长动力学行为的影响.研究表明,界面IMC层Cu6Sn5晶粒以紧密排列的扇贝状形貌存在,其扇贝状形貌同时受DGB和σηL的竞争性影响.IMC的生长过程由3阶段组成:Cu6Sn5晶粒快速生长铺满Cu基底阶段、Cu6Sn5晶粒转变为扇贝状形貌的过渡阶段以及Cu6Sn5层增厚和晶粒粗化同时进行的正常生长阶段.IMC层厚度随DGB增大而增加,随σηL增大而减小;而Cu6Sn5晶粒的平均横向粒径随DGB增大而减小,随σηL增大而增加.界面Cu6Sn5层厚度和晶粒横向粒径随反应时间呈指数规律变化,采用较大DGB和晶界能σGB=2σηL获得的生长指数符合理想的固/液界面反应的生长过程.