甲苯对AlCl_3-TEBAC离子液体中电沉积铝的影响

在含有甲苯添加剂的酸性三氯化铝—苄基三乙基氯化铵(AlCl_3-TEBAC)离子液体中进行铝的电沉积。考察甲苯加入量对离子液体电导率的影响,研究金属铝在离子液体中的电沉积行为,并用直流和脉冲电源进行铝电沉积。结果表明,离子液体电导率随甲苯摩尔分数x的增加而升高,但在x大于7.5%后,电导率趋于稳定;铝沉积反应为扩散控制的准可逆过程,在玻碳电极上的沉积是三维瞬时形核过程;电沉积得到的铝镀层为银灰色,而且脉冲电沉积得到的镀层要优于直流电沉积。     

十二烷基磺酸钠对工业电解液镍电结晶行为的影响

运用循环伏安曲线、恒电位暂态电流-时间曲线和阴极极化曲线等电化学方法,研究了十二烷基磺酸钠对工业电解液镍电结晶行为的影响。结果表明:工业电解液体系下镍电沉积的形核长大过程为扩散控制下一步双电子传质的不可逆反应,十二烷基磺酸钠的加入不改变电沉积镍的生长机理。随着十二烷基磺酸钠含量的增大,阴极极化电位逐渐负移,当十二烷基磺酸钠含量为0.1 g/L时,阴极极化电位最负。镍电沉积过程为受扩散控制的三维形核生长模式,其形核模式为瞬时形核,十二烷基磺酸钠不改变其形核机理。     

SiCl_4/TMAC-PC体系电沉积硅的研究

研究了硅在SiCl4/TMAC-PC体系中的阴极沉积过程,分析了电解质体系的热稳定性和电导率,研究电流密度、温度等因素对沉积层表面形貌的影响。结果表明,SiCl4的加入使得TMAC-PC体系热稳定性增强,电解质的电导率随温度的升高而增大,在318K、c(SiCl4)=0.5mol/L、电流密度i=15A/m2、电沉积时间3h条件下得到的沉积层致密,呈球形颗粒状。     

超硬铝合金作为阴极在锌电积过程中的电化学行为

选取商业纯铝和超硬铝作为锌电积阴极,在ZnSO₄-H₂SO₄体系中通过电化学测试研究两种阴极的电化学行为,同时利用扫描电镜观察铝合金上电积锌初期形核,X射线衍射分析锌片结晶取向.研究结果表明:500 A·m-2电流密度下纯铝阴极的析出电位和交换电流密度分别为-1.541 V和7.74×10-11 A·cm-2,超硬铝阴极分别为-1.496 V和6.07×10-3 A·cm-2.合金元素的添加会增加初期形核位置,提高形核速率,而形核速率的提高在一定程度上抑制卤族元素对阴极的腐蚀.沉积3 h后,锌片结晶取向没有发生变化.超硬铝易发生烧板和鼓泡,电流效率低,只有84.54%;纯铝电流效率达到88.04%,且沉积锌平整、光滑,但阴极板容易被卤族元素腐蚀.      

离子液体电解质体系铝及铝合金电沉积与铝精炼研究进展

传统上,铝、稀土和碱金属及碱土金属等活泼金属主要是通过高温熔盐电解法得到,其电解工艺流程能耗高.近几年来,对离子液体的不断深入研究,提出离子液体为电解质体系用于金属铝、铝精炼和铝合金.综述目前采用离子液体体系进行铝及铝合金电沉积,粗铝、铝合金和铝基复合材料电解精炼回收铝的研究现状和研究进展.介绍和评述离子液体电解质电沉积、精炼铝的应用情况和所取得的研究成果,探讨离子液体电解质用于铝行业的发展趋势和研究动向.      

铝在1-氢-3-甲基咪唑氯铝酸盐中的低温电沉积

合成了Lewis酸性1-氢-3-甲基咪唑氯铝酸型离子液体,并首次将其应用于铝的低温电沉积反应中。在不同条件下,通过循环伏安、计时电位和计时电流法对电沉积过程进行了研究,并对得到的铝沉积物进行了表征。结果表明,成核密度和晶粒生长速度对铝的沉积结构影响很大。铝的晶型取向主要取决于温度和电流密度。在5~15mA/cm2和313.2~343.2K的条件下可以获得平整、致密和附着力较好的铝沉积层。另外,电沉积的效率和铝的纯度也得到了明显改善。     

冰晶石熔体中铝在钨丝电极上的沉积

用循环伏安法、方波电流法和换向电流法研究了熔融冰晶石中铝在钨丝电极上的电化学沉积。结果表明,在1025℃下,铝与钨之间形成金属间合物。铝的还原为可逆三电子传递过程。在铝沉积的同时,伴随有铝与电解质之间的作用,引起沉积产物的不断损失。根据纯铝和铝钨金属间化合物分别与电解质的平衡电应差,求得WAl_4的生成自由能为:AG°=-246±7kJ/mol。     

铝合金作为阴极在锌电积过程中的电化学行为

选取商业纯铝、防锈铝、锻铝和超硬铝作为锌电积阴极,在ZnSO_4-H_2SO_4体系中通过电化学测试及中试试验研究4种阴极的电化学行为,同时利用扫描电镜(SEM)观察铝合金上电积锌初期形核,X射线衍射(XRD)分析沉积锌结晶取向。研究结果表明:500 A·m~(-2)电流密度下铝及其合金的析出电位(E)和交换电流密度(i0)分别为:E纯铝=-1.541 V,i0=6.33×10-11A·cm~(-2);E防锈铝=-1.545 V,i0=7.74×10~(-8)A·cm~(-2);E锻铝=-1.55 V,i0=1.01×10~(-7)A·cm~(-2);E超硬铝=-1.496 V,i0=6.07×10-3A·cm~(-2)。合金元素的添加会增加初期形核位置、促进成核速率;形核速率的提高,在一定程度上抑制了卤族元素对阴极的腐蚀;长时间沉积后,锌片结晶取向没有发生变化。锻铝和超硬铝易发生烧板和鼓泡,电流效率低,分别只有79.16%和84.54%;纯铝电流效率达到88.04%,且沉积锌平整、光滑,但阴极板容易被卤族元素腐蚀;防锈铝沉积锌质量与纯铝相差不大,电流效率为86.88%,但对卤族元素腐蚀抑制作用明显。     

离子液体中铈的电沉积行为

以一氯丁烷、N-甲基咪唑和KPF6为原料合成了1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体([BMIM]PF6),用红外光谱(IR)法对合成的[BMIM]PF6进行了结构分析。用循环伏安法分别测试了[BMIM]PF6的电化学窗口和在[BMIM]PF6中加入乙二醇(EG)和CeCl3形成的体系([BMIM]PF6-EG-CeCl3)中Ce(III)的电化学行为。结果表明,在80℃时[BMIM]PF6的电化学窗口为4.0 V,[BMIM]PF6-EG-CeCl3体系中Ce(III)的电沉积是受扩散控制的不可逆电极过程,此过程传递系数α为0.05,扩散系数D0为2.45×10-6cm2·s-1。通过扫描电镜(SEM)观察了Ce在Cu片表面上电沉积层的形貌,发现随着沉积电势的增加,金属铈镀层的颗粒呈从小到大的变化规律。用X射线能量色散谱(EDS)分析了该电沉积层成分发现电沉积镀层为纯金属铈及其氧化物。     

铝在室温熔盐中的电沉积

采用循环伏安法、计时电流法研究了铝在摩尔比为2∶1的AlCl3-EMIC离子液体中钨电极上的电化学还原机理和成核机理。研究表明:铝在钨极上存在欠电位沉积现象,铝的析出电位为-0.06 V,电化学反应为准可逆反应,形核过程为三维瞬时形核,半球形扩散控制长大。电沉积试验表明在电流密度为5~25 mA/cm2时镀层较致密、均匀,附着力好,纯度高。     

绿色电解液——离子液体电解铝的研究现状

介绍了目前在3种典型离子液体中进行电解铝的研究现状。讨论了在离子液体中进行电解铝的电化学过程和条件，以及这些用于铝电沉积离子液体的适用性。     

离子液体电沉积制备纳米铝技术的研究与应用

阐述了纳米铝的性质特点及传统制备方法的局限性,系统讨论了离子液体在低温电沉积制备纳米铝方面的研究进展,并介绍该技术在光亮铝镀层中的应用情况。在此基础上,通过分析证明,离子液体具有优良的物理化学性质,非常适用于纳米铝的制备,反应过程效率高、温度低、能耗低、污染小,技术发展前景广阔。未来应继续优化离子液体结构,深入探索电沉积反应的微观机理,建立更为完善的调控方法,促进技术的工业化进程。     

微纳米铝在氯铝酸离子液体中的电沉积规律

合成、表征了两种典型的氯铝酸离子液体,1-丁基-3-甲基咪唑氯铝酸盐和1-烯丙基-3-甲基咪唑氯铝酸盐。在此基础上,通过电化学测试和原子力显微镜对铝在离子液体中的电沉积规律进行了系统研究,证明反应过程受离子扩散控制,可逆性较好,可获得微纳米铝。离子液体的阳离子结构对产物的状态和尺寸影响较大,降低离子间相互作用能可以进一步获得更加细致、平整的铝晶体。     

Ni(Ⅱ)离子在两种离子液体中的电化学行为

在离子液体氯化1-丁基-3-甲基咪唑-丙三醇(BMIC-GL)和1-丁基-3-甲基咪唑二氰胺盐([BMIM]DCA)中加入NiCl2后,研究了Ni(Ⅱ)离子的电化学行为.循环伏安测试结果表明,Ni(Ⅱ)离子在[BMIM]DCA-NiCl2和BMIC-GL-NiCl2的起始还原电位分别为-0.55 V和-0.65 V,说...     

Dendrite-Free Aluminum Electrodeposition from AlCl3-1-Ethyl-3-Methyl-Imidazolium Chloride Ionic Liquid Electrolytes

A novel, dendrite-free electrorefining of aluminum scrap alloys (A360) was investigated by using a low-temperature AlCl₃-1-ethyl-3-methyl-imidazolium chloride (EMIC) ionic liquid electrolyte on copper/aluminum cathodes. The bulk electrodeposition of aluminum was carried out at a fixed voltage of 1.5?V, temperatures 323 K to 383 K (50 °C to 110 °C), stirring rate (0 to 120?rpm), concentration (molar ratio AlCl₃:EMIC?=?1.25 to 2.0), and electrode surface modification (modified/unmodified). The study investigated the effect of electrode surface modification, cathode materials, temperature, stirring rate, electrolyte concentration, and deposition time on the deposit morphology of aluminum, cathode current density, and their role in production of dendrite-free aluminum deposit, which is essential for decreasing the production cost. The deposits were characterized using scanning electron microscope (SEM), energy-dispersive spectroscopy (EDS), and X-ray diffraction (XRD). It was shown that electrode surface modification, cathode overpotential, and stirring rate play an important role in dendrite-free deposit. Modified electrodes and stirring (60?rpm) eliminate dendritic deposition by reducing cathode overpotential below critical overpotential ( $ \eta_{\text{crt}} \approx - 0.53V $ ) for dendrite formation. Pure aluminum (>99?pct) was deposited for all experiments with a current efficiency of 84 to 99?pct and energy consumption of 4.51 to 5.32?kWh/kg Al.     

乙酰胺型离子液体在铝电沉积中的应用研究

在室温下,通过乙酰胺和无水氯化铝的混合反应制备了新型离子液体。循环伏安测试表明,铝可以顺利从该体系中沉积析出。反应可逆性较好,过程受离子扩散控制。温度和电流密度对铝的形貌影响较大,晶体在电极上的生长以(200)方向为主。该方法操作简单,体系稳定性好,电流效率较高。     

Structural characteristics, magnetic nonuniformity, and magnetic intercrystalline interaction in high-coercivity Co-W and Co-P coatings

The crystal structure and magnetic properties of Co-W (4–6 at % W) and Co-P (2–5 at % P) coatings produced by electrodeposition at various temperatures (Co-W coatings) or sodium hypophosphite concentrations in an electrolyte (Co-P coatings) are studied. The coatings consist of crystallites having an hcp structure with a [001] and/or a [100] texture depending on the deposition conditions. The structural characteristics, the magnetic nonuniformity, and the magnetic intercrystalline interaction are found to correlate with each other.