基于氯化胆碱离子液体的铜电沉积研究（英文）

采用恒电流和恒电位方法,基于含有氯化铜溶液的乙二醇-氯化胆碱或硫脲-氯化胆碱离子液体,室温下在钢阴极上进行了铜的电沉积. 利用扫描电子显微镜和X-射线衍射技术研究了各种实验条件对电沉积的影响以及沉积层的形貌. 结果表明,室温下施加不超过-0.45 V的沉积电位和不超过-4.0 A·m^-2的沉积电流密度,可以同时从氯化胆碱基乙二醇和硫脲离子液体中沉积得到非常光滑、有光泽、致密且具有良好结合力、色泽鲜艳的铜金属涂层. 铜的电沉积阴极电流效率约为97%.     

共晶基离子液体的钴电化学沉积

通过恒电流和恒电位方法,研究了不同温度下脲-氯化胆硷（氯仿）基或乙二醇-氯化胆硷（氯仿）基离子液体中氯化钴溶液在铜和钢阴极上的钴电化学沉积行为. 采用扫描电子显微镜和X射线衍射技术,考察了不同试验条件对钴电沉积行为及钴沉积层形貌的影响. 结果表明,当沉积电位达到-0.8 V和沉积电流密度达到-6.0 A·m^-2时,温度范围从30 °C到90 °C,添加0.05 mol·L^-1的五氧化二磷,可以从脲基和乙二醇基离子液体中沉积得到光滑、发亮和良好结合力的金属光泽钴层. 电化学沉积钴的阴极电流效率达到98%.     

AuPd合金纳米粒子的电化学制备及其对乙醇氧化的催化性能

以氧化铟锡(ITO)透明导电膜玻璃为基底,电化学恒电位法制备AuPd合金纳米粒子.系统考察了AuPd纳米粒子的组成和不同制备条件对其结构和电催化性能的影响.运用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线能量散射谱(EDX)、X-射线衍射(XRD)、X-射线光电子能谱(XPS)和电化学方法进行表征.结果表明,制备的AuPd合金中Au:Pd元素比与投料比基本一致,纳米粒子分散均匀;AuPd合金纳米粒子对乙醇电氧化的催化活性和稳定性显著高于纯Pd纳米粒子.当沉积电位-0.3 V、Pd:Au=3:1时,Au1Pd3纳米粒子对乙醇电氧化表现出最高的催化活性和稳定性:其对乙醇氧化峰值电流密度是相同条件下制备的Pd纳米粒子的7.7倍,稳定测试1800 s时乙醇氧化的电流密度(1.05 mA cm~(-2))是Pd纳米粒子(0.02 mA cm~(-2))的52.5倍.     

镍钨硼合金电沉积机理及镀层微晶尺寸

应用循环伏安、恒电位阶跃和X射线衍射 (XRD)等方法研究了Ni_W_B合金电沉积特点和镀层微晶尺寸 .结果表明 ,在以柠檬酸铵为络合剂的溶液中 ,Ni_W_B合金沉积层较Ni_W合金有较低的电化学活性 .电位阶跃i～t曲线分析表明 ,在玻碳电极上Ni_W_B合金电结晶过程遵循扩散控制瞬时成核三维成长模式 ,且随过电位的增加 ,电极表面晶核数增多 .XRD测试结果表明 ,随沉积电流密度提高 ,合金镀层微晶尺寸逐渐增大 ,说明电流密度提高将更加有利于Ni_W_B合金电结晶过程中的晶核生长 .     

电流密度对钙磷沉积层组成和结构的影响(英文)

用X射线衍射、激光拉曼光谱以及等离子体原子发射光谱等技术研究了电化学沉积钙磷陶瓷过程中 ,电流密度对电沉积层组成和结构的影响 .实验表明阴极表面得到的沉积物是几种钙磷盐组成的混合物 ,且其成份随电流密度的改变而发生较大的变化 .在电解液温度为 75℃条件下 ,当控制电流密度较低时 ,沉积层主要由CaHPO4· 2H2 O (DCPD)和Ca8H2 (PO4) 6· 5H2 O (OCP)组成 ;随着电流密度的增加 ,阴极表面逐渐生成Ca3 (PO4) 2 ·nH2 O (TCP)和Ca10 (PO4) 6(OH) 2 (HAP) .当电流密度大于 5mA/cm2 时 ,电沉积层的主要成份为羟基磷灰石 (HAP) .     

镁合金于离子液体中电镀铝之研究

本研究利用AlCl3-EMIC离子液体在AZ91D镁合金表面电镀铝金属,探讨离子液体组成及电流密度对电镀层性质的影响.研究结果显示铝金属可以成功地电镀于AZ91D镁合金表面上.在-0.2 V的电位下,在60 m/o AlCl3离子液体中可以获得较佳的电镀铝层.另外,在低定电流密度下进行电镀,电流效率较佳,镀层较厚.于3.5%NaCl(by mass)溶液中,铝金属镀层可以大幅提升镁合金之开路电位,并使其表面活性下降.电化学交流阻抗频谱分析显示,镁合金裸材于3.5%NaCl(by mass)水溶液中之极化阻抗值约为470~510Ω.cm2,镀铝之镁合金极化阻抗值则可提升至5200Ω.cm2.极化曲线则显示,镀铝之镁合金可以被钝化,其钝化电流密度低至5×10-5A/cm2.     

离子液体AlCl3/Et3NHCl中电沉积法制备金属铝

在AlCl3/Et3NHCl型离子液体中铝电极上通过恒电位电解沉积制备出金属铝. 测定了不同摩尔比的AlCl3/Et3NHCl离子液体在不同温度下的电导率, 考察了离子液体AlCl3/Et3NHCl摩尔比为2/1中Al电极上铝沉积的晶核成核过程, 以及恒电位电解沉积铝的工艺条件对电流效率和沉积铝表面形貌的影响. 结果表明, 不同比例AlCl3/Et3NHCl离子液体的电导率随温度升高而升高, 符合Arrhenius规律; 在Al电极上铝沉积的成核机理为三维瞬时成核过程; 恒电位电解沉积结果表明, 室温下在电位-2.4 V(vs Pt)和电解时间20 min条件下, 沉积铝的表面形貌比较平整致密,电流效率达73%, 沉积铝的纯度达96%(w).     

NaCl对离子液体中电解精炼铝的影响

研究了添加NaCl对BMIC-AlCl3离子液体电导率及电解精炼铝的影响,分析了阴极电流效率、电流密度的变化,并通过扫描电镜和能谱分析研究了沉积层的形貌及成分。结果表明,添加NaCl可以提高电解液的电导率,阴极电流效率也可提高至82%～96%,但电流密度则有所降低;添加NaCl还可以改善电解精炼铝的沉积质量,使晶粒尺寸...     

镍钨硼合金沉积机理及镀层微晶尺寸

应用循环伏安、恒电位阶跃和Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）等研究了Ｎｉ－Ｗ－Ｂ合金电沉积特点和镀层微晶尺寸。结果表明,在以柠檬酸铵为络合剂的溶液中,Ｎｉ－Ｗ－Ｂ合金沉积层较Ｎｉ－Ｗ合金有较低的电化学活性。电位阶跃ｉ￣ｔ曲线分析表明,在玻碳电极上Ｎｉ－Ｗ－Ｂ合金电结晶过程遵循扩散控制瞬时成核三维成长模式,且随过电位的增加,电极表面晶核数增多。ＸＲＤ测试结果表明,随沉积电流密度提高,合金镀层微晶尺寸逐渐增大,说明     

离子液体[BMIM]PF_6中铬的电沉积行为

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)对产物进行了结构分析.用循环伏安法测试该离子液体在85℃下的电化学窗口为4.7 V.考察了[BMIM]PF6-Cr(Ⅲ)电解液的电化学行为,结果表明,在85℃下Cr(Ⅲ)的还原过程是受扩散控制的一步还原不可逆过程,Cr(Ⅲ)的传递系数α=0.023,阴极扩散系数D0=1.142×10-6cm2/s.在85℃和-1.5 V条件下,用恒电势法在铜片上电沉积Cr(Ⅲ),并通过扫描电子显微镜(SEM)观察了铜片上镀层的表面结构,发现该镀层呈颗粒状,且颗粒的体积随沉积时间的延长而增大.X射线能量色散谱(EDS)和X射线粉末衍射(XRD)测试结果表明,该镀层为无定形的金属铬.     

离子液体电沉积

离子液体具有电化学窗口宽,热稳定性良好和结构性能可调等独特的物理化学性质,是一种有着广阔应用前景的电沉积介质.本文介绍了离子液体电沉积的发展历程、典型的离子液体电沉积体系结构组成及其中的重要科学问题,并综述了近15年来离子液体电沉积的研究进展.本文详细介绍了五种不同类型离子液体中金属/合金的电沉积过程,包括卤素金属酸盐型离子液体、空气和水稳定型离子液体、低共熔溶剂、含金属阳离子型离子液体和质子型离子液体,并且系统概述了调节因素如沉积条件(电流密度、沉积模式、沉积时间、温度)和电解质成分(阴离子、阳离子、金属盐、添加剂、水分)对于沉积物形貌、组成、微观结构和性质的影响规律.之后,重点介绍了离子液体在半导体电沉积中的研究进展.最后,指出了目前离子液体电沉积在基础理论和技术研究中面临的挑战,并展望了其未来在电子信息领域的发展前景.     

含羰基有机添加剂对AlCl3-[Emim]Cl电沉积铝的影响

以[Emim]Cl/AlCl₃(33.3/66.7 mol%)离子液体为电解质, 选取了丙酮、乙酰胺、乙酸、乙酸甲酯、氨基甲酸甲酯5种含有羰基官能团的有机分子作为添加剂, 讨论其对铝沉积层的影响. 通过CV曲线、SEM、XRD、UV-Vis、NMR等分析, 进一步研究了添加剂对Al沉积层形貌、晶面取向及沉积机理的影响. 结果表明: 氨基甲酸甲酯是一种性能优异的整平添加剂, 45 mmol/L氨基甲酸甲酯的加入明显改善Al产品的光亮度, 得到细致均匀且镜面光亮的Al沉积层. 氨基甲酸甲酯为添加剂时, 在电解液体系中没有形成新的金属络合离子, 不影响电解液中活性铝离子结构; 其羰基碳原子为正电中心在阴极表面吸附, 对Al的电沉积过程产生抑制进而获得整平和光亮效果.     

镍钨磷合金电结晶机理及其镀层结构与显微硬度

应用循环伏安、恒电位阶跃和 X射线衍射（ XRD）等方法研究了 Ni-W-P合金电沉积特点和镀层结构与显微硬度 .结果表明,在以柠檬酸铵为配体的溶液中, Ni-W-P合金沉积层较 Ni-W合金有较低的电化学活性 .根据电位阶跃的 i～ t曲线分析表明,在玻碳电极上 Ni-W-P合金电结晶过程遵从扩散控制瞬时成核三维成长模式进行,随着过电位的增加,电极表面上晶核数增多 . XRD试验结果表明, Ni-W-P合金镀层呈现明显的非晶态特征 .所获得的 Ni-W-P合金电沉积层的显微硬度在 450 kg· mm－ 2左右 .     

铋对铜电解精炼中阴极铜沉积的微观结构的影响

采用扫描电镜、Ｘ射线衍射仪、原子吸收光度计和电子探针等仪器,研究了含有铋离子的酸性硫酸铜电解液中阴极铜沉积的电结晶生长形态、结晶的晶面取向以及铜沉积层的化学组成．研究结果表明：６５℃时,在通常的电流密度ｉ＝２００Ａ·ｍｏｌ／Ｌ－２下电解,铋不会在阴极沉积;铋离子对铜沉积层的晶面取向（２２０）基本不影响,电解液中存在高浓度铋离子时对（２２０）晶面生长起促进作用,对其它晶面生长起较强的抑制作用;铋离子影响铜沉积的电结晶生长形态和铜沉积层的晶胞尺寸．     

离子液体[BMIM]PF6中铬的电沉积行为简

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)对产物进行了结构分析. 用循环伏安法测试该离子液体在85 ℃下的电化学窗口为4.7 V. 考察了[BMIM]PF6-Cr(Ⅲ)电解液的电化学行为,结果表明,在85 ℃下Cr(Ⅲ)的还原过程是受扩散控制的一步还原不可逆过程,Cr(Ⅲ)的传递系数α=0.023,阴极扩散系数D0=1.142×10-6 cm2/s. 在85 ℃和-1.5 V条件下,用恒电势法在铜片上电沉积Cr(Ⅲ),并通过扫描电子显微镜(SEM)观察了铜片上镀层的表面结构,发现该镀层呈颗粒状,且颗粒的体积随沉积时间的延长而增大. X射线能量色散谱(EDS) 和X射线粉末衍射(XRD)测试结果表明,该镀层为无定形的金属铬.     

在有机溶剂中Eu-Co-Ni合金薄膜的电化学制备

利用恒电位沉积、循环电位沉积和脉冲电沉积法在DMSO体系中在铜基体上探讨了Eu-Co-Ni合金薄膜的制备.实验结果表明,在0.10mol/LEuCl3-0.10mol/L CoCl2-0.10mol/L NiCl2-0.1 0mol/l LiClO4-DMSO体系中,恒电位沉积技术制备出的Eu-Co-Ni合金膜表面较为粗糙,其中Eu含量为5.46～6.01 wt%,脉冲电沉积技术制备的Eu-Co-Ni合金膜表面平整,致密,附着力好,且有金属光泽,其中Eu含量为6.76%,循环电位扫描技术制备的Eu-Co-Ni合金膜表面平整,致密,附着力好,其中Eu含量为12.43%.通过XRD证明所得的合金薄膜为非晶态.     

从2AlCl3/Et3NHCl离子液体中电沉积制备Ni 和Ni-Al 合金

在含Ni2+的2AlCl3/Et3NHCl离子液体中的铜电极上通过恒电位电沉积制备出金属Ni和Ni-Al合金.采用循环伏安和计时电流方法,揭示铜电极上沉积金属Ni的成核机理,研究了电沉积Ni-Al合金的机理,以及恒电位沉积Ni-Al合金工艺条件对沉积Ni-Al合金表面形貌和电流效率的影响.结果表明:在铜电极上电沉积金属Ni的成核机理为受扩散控制的三维瞬时成核过程.在电量≥3.0 C时,电沉积Ni-Al合金的组成基本不再变化.Ni-Al合金的电沉积机理为,Ni的电沉积受扩散控制,同时进行Al的欠电位沉积,在Ni-Al合金电沉积过程中某些Ni-Al合金相的沉积可能受动力学限制而使Ni-Al合金的组成偏离热力学预测结果.在电沉积Ni-Al合金的沉积电流小且平稳,电沉积速率慢条件下,Ni-Al合金表面形貌致密均一,反之就会出现瘤节.电沉积Ni-Al合金的电流效率＞90％.电沉积物的组成接近于Ni3Al合金.     

纯铝在一种新型碱性电解液中的腐蚀和阳极行为

通过集气、动电位极化曲线、恒流放电、扫描电镜和X射线能谱等方法研究了纯铝在含有锡酸钠的4 mol·L-1氢氧化钾的甲醇-水(甲醇和水的体积比为4:1, 下同)混合溶液中的腐蚀和阳极溶解行为. 实验结果表明, 锡酸钠的添加通过具有较高析氢过电位的金属锡在电极表面的沉积, 极大地抑制了铝在4 mol·L-1氢氧化钾的甲醇鄄水溶液中的腐蚀;而由于在锡沉积层中裂纹的出现, 导致较大浓度锡酸钠的缓蚀作用有所降低. 恒流放电结果表明, 铝在含有锡酸钠的4 mol·L-1氢氧化钾的甲醇鄄水溶液中的恒流放电性能明显改进, 而且铝阳极的放电性能随着锡酸钠含量的增大而逐渐提高. 在20 mA·cm-2的放电电流密度下, 铝阳极在含有10.0 mmol·L-1锡酸钠的电解液中显示了电位相对较低且较平坦的放电平台.     

电沉积Ni/LaNiO3复合电极及其在碱性介质中的析氧性能

采用溶胶-凝胶法制备了钙钛矿型复合氧化物LaNiO3,然后将其加入瓦特镀镍液中进行复合电沉积,研究了镀液pH值和阴极电流密度对Ni/LaNiO3复合镀层组成的影响。运用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线衍射(XRD)等对复合镀层进行表征,结果表明:最佳电沉积工艺条件是镀液pH=5.8和阴极电流密度jk=90 mA.cm-2,所得的Ni/LaNiO3复合镀层中LaNiO3的质量含量约为60%。用循环伏安、稳态极化、恒电位阶跃、电化学阻抗谱等电化学技术评价了Ni/LaNiO3复合电极的析氧性能。结果表明:在5 mol.L-1的KOH溶液中,Ni/LaNiO3复合电极的起始析氧电位较镍电极负,表观活化自由能比镍电极降低约2/3,比表面积约为镍电极的55倍,析氧电催化性能得到大幅度提高。     

常温下从离子液体电解液中电沉积金属钴

研究了离子液体镀液中Co、Zn的共沉积行为。ZnCl2-EMIC -CoCl2电解液的循环伏安曲线上出现了三个电流峰,对应的电极电位分别为250mV、50mV、-200mV（vs. Zn2+/Zn）。结合EDS成分分析,可断定这三个电流峰分别对应着Co的电沉积、Co电极上Zn的欠电位沉积和Co-Zn合金的电沉积。恒电位沉积表明,当控制阴极电位在100 mV（vs. Zn2+/Zn）左右时,可得到高纯度的钴镀层;若进行恒电流沉积,则当电流密度为85mA/cm2左右时能够得到高纯度的钴镀层。对Co、Zn的共沉积机理研究表明,Co的电沉积过程和Zn 在Co上的欠电位沉积过程均受扩散过程控制。