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).     

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.     

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.     

以离子液体为铝源和模板合成氧化铝纳米纤维

以咪唑类氯铝酸盐离子液体(x Al Cl_3-[C_(10)mim]Cl)为模板和铝源,采用溶胶-凝胶法合成了氧化铝纳米纤维.考察了氯铝酸盐离子液体中Al Cl_3的摩尔分数以及焙烧温度对纤维状氧化铝合成的影响,通过X射线衍射仪(XRD)、场发射透射电子显微镜(TEM)和物理吸附仪对样品进行了表征.研究结果表明,氯铝酸盐离子液体可以同时作为模板剂和铝源合成具有一定形貌的氧化铝.当Al Cl_3的摩尔分数x(Al Cl_3)=0.5时,可以合成出纳米纤维状氧化铝,纳米纤维直径约为2 nm,长度约为200 nm,比表面积为238.38 m~2/g,孔容为0.54 cm~3/g,平均孔径为8.43 nm.合成的氧化铝具有高的热稳定性,在900℃下焙烧依然能够很好地保持其形貌结构和γ晶型.此外,提出了氢键共π-π键堆积机理来解释超细纤维氧化铝的合成过程.     

Electrochemical Study of Indium in a Water‐Stable 1‐Ethyl‐3‐Methylimidazolium Chloride/Tetrafluoroborate Room Temperature Ionic Liquid

The electrochemistry of indium species was investigated at glassy carbon, tungsten and nickel electrodes in a basic 1‐ethyl‐3‐methylimidazolium chloride/tetrafluoroborate ionic liquid. Amperometric titration experiments suggest that In(III) chloride is complexed as [InCl₅]^2? in this ionic liquid. The electrochemical reduction of [InCl₅]^2? to indium metal is preceded by overpotential driven nucleations. The effective anodic dissolution of indium to indium(III) requires, however, the presence of sufficient chloride ions at the electrode surface. The electrodeposition of indium at glassy carbon and tungsten electrodes proceeds via three‐dimensional instantaneous nucleation with diffusion‐controlled growth of the nuclei. At the nickel electrode, the deposition proceeds via three‐dimensional progressive nucleation with diffusion‐controlled growth of the nuclei. Raising the deposition temperature decreases the average radius of the individual nuclei, r. Scanning electron microscopic and x‐ray diffraction data indicated that bulk crystalline indium electrodeposits could be prepared on nickel substrates within a temperature range between 30 and 120 °C.     

酸性AlCl3-BMIC离子液体中的铝阳极溶解

采用线性扫描伏安法研究了Lewis 酸性AlCl₃-BMIC (BMIC: 1-butyl-3-methylimidazolium chloride)离子液体中铝电极的溶解. 铝电极在阳极极化时出现了钝化现象, 钝化是由于在铝电极表面形成了固体AlCl₃钝化膜造成的. 铝的电化学溶解过程可以依次分为三个区: 电化学控制区、过渡区和钝化区. 在电化学控制区, 铝的电化学溶解速率随着电位的正移而逐渐增加; 在过渡区, 由于电极表面AlCl₄^-和Al₂Cl₇^-浓度发生改变而析出固体AlCl₃使得铝电化学溶解速率随着电位的正移而逐渐减小; 当钝化膜形成之后, 铝的电化学溶解速率不再随着电位的正移而发生改变, 铝溶解进入钝化区. 增加搅拌、升高温度、降低离子液体AlCl₃摩尔分数都可以增加铝溶解阳极极限电流密度.     

离子液体中钴的电沉积行为

在含有氯化钴的室温离子液体氯化1-甲基-3-乙基咪唑(EMIC)和乙二醇(EG)体系中研究了金属钴的电沉积. 循环伏安法测试表明, 在EMIC-CoCl2熔盐中, 乙二醇的加入促进了EMIC的解离, 从而使氧化还原电流增大, 在EMIC-CoCl2-EG体系中钴的电沉积是受扩散控制的非可逆电极过程, 在该电解液体系中, Co(II)在Pt电极上的传递系数α为0.30, 扩散系数D0为4.16×10^-6 cm·s^-1; 计时电流法研究表明, 钴在铂电极上的电结晶过程符合三维连续成核的生长机理; 场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)观察镀层的微观形貌显示, 金属钴的结晶细小. XRD分析证实, 镀层为纯钴, 沉积的钴是晶态和微晶态的混合物, 并且晶粒尺寸为纳米级.     

离子液体在电化学中的应用

离子液体作为绿色替代溶剂在电化学中的应用涉及电解、电镀、电催化、电池和电容技术等 ,在全球环境问题日益严峻的今天 ,电化学及其技术将显示重要作用。本文就离子液体这一新型的反应介质及其在电化学中的应用和研究进展加以阐述     

功能化的离子液体在电化学中的应用

离子液体独特的全离子结构无疑会导致良好的导电性,成为有潜力的绿色电化学材料。功能化是实现离子液体专一性的重要手段。本文综述了近几年功能化的离子液体在电化学研究中的进展,内容包括阴离子功能化、阳离子功能化和离子液体固相化。作者还对离子液体结构与离子电导率、电势窗口、稳定性和溶解能力的关系提出了一些看法。     

Ionic hydrogenation of thiophenes by HSiEt3-HCl/AlCl3

It has been found that 2,5-dimethylthiophenium and 2,3,5-trimethylthiophenium tetrachloroaluminates react with triethylsilane and diphenylsilane in the presence of HCl to form the corresponding thiophanes. This fact in the light of the ionic hydrogenation mechanism has led to the proposal of a new hydrogenating system: HSiEt₃-HCl/AlCl₃). This system has been successfully used for hydrogenating thiophenes such as 2,5-dimethyl-, 2-ethyl- and 2,5-diphenylthiophene to the respective thiophanes. It has been also extended to branched olefines, 1-methylcyclohexene being hydrogenated in high yield to methylcyclohexane.     

苯甲醛在离子液体中的电化学行为

应用线性扫描循环伏安法、方波循环伏安法和计时电量法测定苯甲醛在3种离子液体C4M IMBF4、C6M IMBF4和C8M IMBF4中的电化学行为.实验表明,在C4M IIVIBF4离子液体中苯甲醛于GC电极上的还原包含两个连续、不可逆单电子过程,对应的方波I~E曲线峰电位Ep为-1.39 V和-1.69 V,估算的扩散系数分别为D1=1.5×10-8cm2/s和D2=1.3×10-8cm2/s.而在C6M IMBF4和C8M IMBF4离子液体中,则苯甲醛于GC电极仅显示一个电流峰,这可能是因为C4M IMBF4的碱性较C6M IMBF4和C8M IMBF4弱的缘故;而电流的衰减时间亦依C4M IMBF4,C6M IMBF4,C8M IMBF4,次序增长,并会导致更慢的异相动力学过程.     

离子液体中铜纳米粒子膜的电沉积制备及表面增强拉曼光谱

采用恒电位方法研究了室温离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氟硼酸盐([BMIM]BF₄)中氧化铟锡(ITO)电极表面Cu的沉积过程. 结果表明, Cu²⁺在ITO表面经中间产物Cu⁺还原为Cu. 采用XRD和SEM对不同电位下沉积层的组成和结构进行了考察. 结果表明, 表面组成和结构与沉积电位有关. 在较正电位下沉积所得为Cu/Cu₂O的混合纳米粒子; 在较负电位下为Cu纳米粒子. 随着沉积电位逐渐变负, 其形貌经历了花状、 棒状向球形纳米粒子转变的过程, 且所得沉积膜逐渐变得致密, 其中Cu纳米粒子膜表现出较强的表面增强拉曼散射(SERS)活性, 并且SERS信号均一.     

二元混合离子液体的电导率与离子间的缔合作用

在293.15-323.15 K范围内, 测定了13种常见离子液体及其25组混合体系的电导率. 利用Vogel-Tammann-Fulcher (VTF)方程对电导率数据进行拟合, 并通过方程式中的拟合参数分析了离子液体混合后其阴阳离子间缔合作用的变化规律. 结果表明,在相同温度下, 离子液体的阳离子侧链越短,阴离子电荷越分散, 阴阳离子间的氢键作用力越弱,离子液体的电导率越大, 其中阴离子的影响比阳离子更明显.混合离子液体中离子间的缔合作用不仅与阴阳离子的种类有关,而且与混合物的组成有关.     

Electrodeposition of PdAu Alloy Nanoparticles on Ionic Liquid Functionalized Graphene Film for the Voltammetric Determination of Oxalic Acid

An ionic liquid functionalized graphene film was prepared and PdAu nanoparticles (NPs) were electrodeposited on it. The PdAu NPs were characterized by various methods and they showed the features of alloys. In 0.2 M H₂SO₄ solution, oxalic acid (OA) exhibited a sensitive anodic peak at the resulting electrode at about 1.1 V (vs. SCE), and the peak current was linear to OA concentration in the range of 5–100 µM with a sensitivity of 45.5 µA/mM. The detection limit was 2.7 µM (S/N=3). The electrode was successfully applied to the determination of OA in real sample.     

离子液体在电沉积铝及铝合金中的应用

离子液体具有不挥发、不燃烧、热稳定性高、电化学窗口宽等特点,被认为是一种满足可持续发展和绿色化学需求的溶剂介质,因其在室温下可以电沉积出多种活泼金属及合金而备受关注。本文系统地介绍了近年来离子液体在电沉积铝及铝合金中的应用进展,分类概括了用于电沉积铝及铝合金的离子液体类型;综述了电沉积机理;对不同形貌的金属铝以及二元、三元铝合金的电沉积技术进行了详细的阐述;最后探讨了当前离子液体在电沉积铝及铝合金理论与技术研究中存在的问题,并对其发展方向进行了展望。     

Direct Synthesis of Nitriles from Aldehydes in Ionic Liquids

1 Introduction Ionic liquids(ILs) are environmentally acceptable solvents because they have low vapor pressure,high thermal stability and chemical stability,excellent solvent for organic and inorganic compounds. Therefore,they can be used as green solvents for a number of chemical processes,such as separations and reactions [1,2].     

A Cryptate Reference Electrode for Ionic Liquids

The cryptate electrode (Ag/Ag⁺222), prepared by immersing silver wire in a solution of silver(I) salt and the cryptand 222 (4,7,13,16,21,24‐hexaoxa‐1,10‐diazabicyclo[8.8.8]hexacosane) in ionic liquids have been studied. The potential of the electrode is stabilized by the equilibrium of the Ag⁺ ion complexation by the cryptand, similarly to the potential stabilization by the ionic product of slightly soluble salts, used in aqueous electrodes of the second kind. The Ag/Ag⁺222 cryptate electrode (concentration of the cryptate was much higher than the silver(I) cation concentration, [222]>[Ag⁺]) may be used as a reference electrode in room temperature ionic liquids. The potential of the Ag/Ag⁺222 electrode is less sensitive to the presence of impurities, such as halides or water, in comparison to the Ag/Ag⁺ electrode. After anodic or cathodic polarization, the potential of the Ag/Ag⁺222 electrode comes back to the initial open circuit potential quickly. Preparation of the Ag/Ag⁺222 reference electrode is very easy: a silver wire is immersed in a solution of Ag⁺ salt and cryptand 222 (both available commercially) in the ionic liquid under study.     

利用离子液体制备纤维素基气凝胶

纤维素基气凝胶材料的研究在近年来吸引了人们极大的关注,这是因为这类新型材料具有通常无机气凝胶的典型结构特点,如超轻、高孔率、高比表面积等,同时具有天然生物质材料的原料丰富、可再生、可生物降解的优点。本文首先简要介绍了纤维素基气凝胶材料及其发展概况,进而主要介绍了以离子液体为溶剂制备再生纤维素基气凝胶的研究进展,包括纤维素基气凝胶的制备方法、结构及其功能性。最后对离子液体法制备的纤维素基气凝胶材料的前景进行了简要的展望。     

离子液体C3MIBF4和C5MIBF4溶解焓的研究

在298.15 K下利用等温环境溶解反应热量计测定了离子液体C₃MIBF₄(四氟硼酸1-甲基-3-丙基咪唑)和C₅MIBF₄(四氟硼酸1-甲基-3-戊基咪唑)不同浓度水溶液的摩尔溶解焓(Δ_sH_m). 借助Pitzer电解质溶液理论, 得到了它们的标准摩尔溶解焓 和Pitzer焓参数: 和 , 并计算了表观相对摩尔焓. 根据Glasser理论计算了离子液体晶格能, 进而估算了离子液体C₅MIBF₄和C₃MIBF₄中正离子的水化焓分别为－171 kJ•mol^－1 (C₅MI^＋)和－207 kJ•mol^－1 (C₃MI^＋).     

多羧基咪唑离子液体的酸性表征

通过电位滴定法测得多羧基咪唑离子液体的离解常数pKa值(25 ℃)在1.43～1.92范围内, 说明多羧基咪唑离子液体酸性接近乙二酸, 比丁二酸以及乙酸强. 由于多羧基咪唑离子液体结构中咪唑环具有较强的吸电子诱导效应, 使多羧基咪唑离子液体具有中等强度的酸性. 三羧基咪唑离子液体酸性比含相同阴离子的二羧基咪唑离子液体酸性强. 阳离子相同、阴离子不同的多羧基咪唑离子液体酸性强弱顺序为: HSO4－ ＞ NO3－ ＞ PF6－ ＞ H2PO4－＞ Cl－、Br－ ＞ CF3CO2－ ＞ BF4－ ＞ CF3SO3－. 同时, 吡啶红外光谱探针法研究表明, 多羧基咪唑离子液体具有Brønsted酸性.