室温纯离子液体电解制备纯金属技术

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1、花多PANZHIHUAUNIVERSITY-1983-题目:室温纯离子液体电解制备纯金属技术姓名：蒋全洪班级：08化学工程与工艺1班学号：200810901028室温纯离子液体电解制备纯金属技术【摘要】：离子液体是仅由离子组成的一类新型液体，大多数能在水溶液巾电沉积得到的金属，同样也能在离子液体中获得。电沉积过程中副反应很少，因此得到的金属质量很高。本文简要介绍了一部分金属在室温纯离子液体屮的电解工艺。【关键词】离子液体电沉积室温熔盐Pureionicliquidatroomtemperatureelect

2、rolysisprocessAbstract：Ionicliquidsarecomposedonlyofanewclassofionicliquids，mostcanbeobtainedinaqueoussolution,electro-depositionofmetals，thesamecanalsobeobtainedinionicliquids.Electrodepositionprocessesveryfewsideeffects，sogetthemetalofhighquality.Thispap

3、erbrieflydescribesthepartofthemetalinapureionicliquidatroomtemperatureintheelectrolysisprocess.Keywords:IonicLiquidsElectrodepositingRoomTemperatureMoltenSalt目前，如何在获得高质景金属的同时消除电沉积液对环境的危害己成为绿色电化学和环保工业亟待解决的问题，而离子液体的山现使之成为可能。这类液体具有许多独特的性质：蒸汽压低至可以忽略不计、无色无臭、不挥发

4、、不易燃、具有较宽的液态温度范围（-96〜400°C）和良好的化学稳定性及导电性、易通过简单的物理方法再生并可循环重使用、易M收、不易造成环境污染等［1’2:。离子液体融合了髙温熔盐和水溶液的优点：具有较宽的电化学窗口，在室温下即可得到在高温熔盐巾才能电沉积得到的金属和合金［3］，但没有高温熔盐那样的强腐蚀性；同时，在离子液体屮还可电沉积得到大多数能在水溶液屮得到的金属，并且没有副反应，因而得到的金属质量更好。特别是对诸如硅、锗、铝和钛等很难在水溶液屮电沉积得到的金属更是如此。离子液体的上述特性及其良好的电

5、导率（通常10-3〜10-2Q-1•cm-1）使之成为电沉积研宂中的崭新液体。1、离子液体简介离子液体是仅由离子组成的一类新型液体。虽然高温熔盐也符合此定义，但文献屮通常把熔点低于100°C的熔盐称作室温离子液体。离子液体大致可分为三类：（DA1C13分别和氯化丁基毗啶（［BP］C1）、氯化1-乙基-3-甲基咪唑（［EMIm］Cl）、氯化1-丁基-3-甲基咪挫（［BMTm］Cl）等组成的混合液；（2）由（1）屮的阳离子和BF4-、PF6-和SbF6-等阴离子组成的液体；（3）由（1）中的阳离子和［CF3SO

6、3］-、［（CF3S02）2N］-等阴离子组成的体系。第一类离子液体的路易斯酸性可通过改变有机盐和A1C13的相对摩尔含量来控制：A1C13过量时呈酸性；有机盐过量时呈碱性；各占50%时呈路易斯中性。在电沉积金属过程中，这类液体会出现局部酸碱性变化。例如，在还原A1C13时，每生成一个A1原子就伴随释放出三个C1-离子，从而使局部酸性降低。而酸碱性的变化将导致金属离子生成不同的物质(例如Ag+在酸性环境下是裸离子，而在碱性环境下则和C1-结合)，因此通常需用NaCl作缓冲剂。这类液体的电化学窗口范围一般为2

7、〜4V,但巾于A1C13极易吸水因而只能在干燥条件下使用。第二类离子液体呈路易斯中性，这是由于咪唑类阳离子呈弱酸性，而与之配对的阴离子则呈弱碱性。这类液体的电化学窗口通常高于4V,但不足之处是其阴离子容易和A1C13等强路易斯酸性物质发生反应。例如，PF6-遇A1C13即生成PF5气体和氟氯铝酸盐，而遇水则发生部分水解并生成一定量的HF。第三类离子液体因其阴离子上的氧和氟均有较强的结合力而相对比较稳定，其电化学窗口很容易超过4V。2、电沉积铝目前文献中已报道了大量利用基于AlCh的离子液体电沉积铝的研宄工作

8、［4~6］，特别是利用循环伏安法、电位阶跃实验和表征手段等方法在不同电极上电沉积铝的研究。结果表明，电沉积铝只能在酸性条件下进行并且此吋的产物质量明显优于从有机溶液中电沉积得到的铝。铝在玻碳、钨、铂电极上的电沉积方式是近似可逆的成核生长过程，在铂电极上还有欠电位沉积现象。其屮铝呈晶粒状生长，并且晶体结构随电流强度增大而减小。此外，加入干燥的甲苯或苯会增加铝的光亮度，因为这些有机分子能够影响沉积层的结构。A1C13