电沉积泡沫铝

多孔阳极氧化铝为模板电沉积制备纳米线的研究进展_倪似愚

多孔阳极氧化铝为模板电沉积制备 纳米线的研究进展 倪似愚1郑国渠2曹华珍2郑华均2张九渊2 (1.中国科学院上海硅酸盐研究所,上海200050;2.浙江工业大学材料科学与工程研究所,浙江杭州310032) 摘要:多孔阳极氧化铝为模板制备纳米结构材料具有独特的优越性,颇受人们的关注,近年来获得了深入的研究.介绍了以多孔阳极氧化铝为模板采用电化学沉积方法制备各种有序纳米线阵列结构材料的最新研究进展,其中包括多孔氧化铝模板的制备和电沉积制备纳米材料的工艺及方法,同时展望了纳米线作为功能材料的应用前景. 关键词:金属材料;模板;多孔氧化铝;纳米线;电沉积 中图分类号:TG174.451文献标识码:A文章编号:1001-7119(2003)06-0466-04 Research development of nano-wires fabrication by electrochemical deposition into porous anodic alumina NI Si-yu1Z HE NG Guo-qu2C AO Hua-zheng2Z HE NG Hua-jun2Z HANG Jiu-yuan2 (1.Shanghai Ins ti tute of Ceramics,Chanese Acade my of Sciences,Shanghai200050,China; 2.Ins ti tute of Material Science and Engineering,Zhejiang Uni versity of Technology,Hangz hou310032,China) Abstract:Alumina template-synthesized nanostructured mater ial has uniq ue property,which is very attractive and has been re-searched deeply in recent years.In this paper,the latest research progress in the fabrication of various ordeded nano-wire arrays materials by electrodeposi ting into template-porous anodic aluminum,includi ng the preparation of alumina-template,electrochemical technology process and methods,is reviewed.the application prospects of nano-wire for functional materials are also discussed. Key words:metal material;template;porous alu mina;nano-wire;electrodeposition 0前言 自1970年G.E.Possin首次提出利用多孔膜作为模板制备纳米纤维材料以来[1],利用模板法已制备了一系列的纳米结构材料.由于模板合成法制备纳米结构材料具有独特的优点[2]而引起了凝聚态物理界、化学界及材料科学界科学家们的关注,近年来成为纳米材料研究的一个热点.用作模板的材料主要有两种:一种是径迹蚀刻(track-etch)聚合物膜;另一种是多孔阳极氧化铝膜.相对于聚合物模板,氧化铝模板具有较好的化学稳定性、热稳定性和绝缘性,且采用阳极氧化法生长的有序纳米多孔氧化铝膜制备纳米材料,方法简单、可行性强.当然,模板在制备过程中仅起到模具作用,纳米材料仍然要利用常规的化学反应来制备,如电化学沉积[3,4]、化学镀[5]、溶胶-凝胶沉积[6]、化学气相沉积法[7]等.电化学沉积作为一种传统的材料制备方法,其优点是显而易见的:1工艺简单,技术灵活,容易控制金属离子的沉积量,便于实现工业化生 Vol.19No.6 Nov.2003 科技通报 B ULLETIN OF SCIENCE AND TE C HNOLOGY 第19卷第6期 2003年11月 收稿日期:2002-11-11 基金项目:浙江省自然科学基金资助项目(501071) 作者简介:倪似愚,女,1976年生,安徽淮南人,博士研究生.

离子液体

离子液体在有色金属湿法冶金中的应用 摘要：绿色试剂----离子液体在有色金属的萃取和分离方面已有很重要的应 用。本文从全新的应用观点出发，综述了离子液体对有色金属的萃取和分离的基础研究和应用研究，具体包括：金属和金属氧化物的溶解和腐蚀，黄铜矿和金属氧化物矿的湿法冶金以及金属离子的萃取和分离。 关键词：离子液体；湿法冶金；有色金属；金属氧化物；矿物处理；金属离子的萃取和分离 1.介绍 有色金属是重要的战略资源并有着广泛的工业应用，比如工业设备，医疗，运输业，能源，建造业，汽车，飞机，电子设备以及包装材料。大多数的有色金属是通过湿法冶金工业来获得。比如，酸和碱主要用于溶解金属氧化物，硫化物或硅酸盐。电解和溶剂萃取频繁用于回收金属和富集金属。有限数目的高温熔融盐也被广泛应用于难熔金属的回收。像钛和铝就来自于钛矿和铝矿[1]。近年来，有色金属工业在快速地发展并取得了明显的进步。然而，从天然矿石中得到的有色金属的生产一般来说是耗能高，耗酸多，环境污染大以及腐蚀严重。进一步说，矿石需要从富含量少，档次低或地质复杂地段并正在逐渐开采殆尽的高品质矿体中来。因此，以减少能源消耗，降低投资成本和减少温室气体排放的高效低温环境友好型的金属处理技术的发展是当务之急[2]。近年，由于离子液体的低毒性以及对环境几乎没有影响，因此被认为是最有希望的候选者。离子液体作为溶剂在冶金矿石中的应用可以为环保敏感的媒体提供一种潜在性以及为湿法冶金工艺提供替代方案。 离子液体（ILs）也叫做室温离子液体（RILS）以及常温熔融盐。离子液体在常温下为液态[3]，是完全由有机阳离子和无机（或有机）阴离子组成。离子液体有许多有趣的物理性质，这些性质引起了许多化学家的基本兴趣。由于在离子液体中进行的热力学和动力学反应不同于在传统的溶剂分子中进行的这两种反应，就我们现阶段所掌握的化学知识来说，化学是不断变化发展的并且是不可预测的。离子液体已被成功广泛地应用于材料的合成和制备，催化剂，金属的电沉积以及燃料电池[4-6]。离子液体在溶剂和电化学方面的应用[4-6]具有以下几点普性：1）非可燃性并且有非常低（或可忽略）的蒸汽压。非可燃性的离子液体用作放热反应的溶剂特别有价值。忽略不计的蒸汽压意味着溶剂的挥发性可被忽略，并减少了对呼吸防护系统和排气系统的需要。利用蒸汽压低的性质可以用于高真空系统和产物与副产物的蒸馏与升华，而这些用传统的低沸点的有机溶剂是做不到的。2）离子液体可以溶解广泛范围的无机和有机化合物。对于将不同组成的试剂溶解到相同相是重要的应用。3）具有广泛的液体范围和热稳定性，可以使之加宽温度范围并且相对于通过使用传统的分子溶剂和电解质系统达到的化学或电化学过程的动力控制来说，这可以使得动力控制更巨大。并且这个性质也用于依赖于温度的分离技术，比如萃取，沉淀或结晶。4）更低的熔点，空气和水的稳定性也增加了电化学的反应范围。5）宽广的电化学窗口，强的电化学

离子液体在金属电解中的应用

离子液体在金属电解中的应用 目前，如何在获得高质量金属的同时消除电沉积液对环境的危害已成为绿色电化学和环保工业亟待解决的问题，而离子液体的出现使之成为可能。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、不易燃、具有较宽的液态温度范围(-96～400℃)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复使用、易回收、不易造成环境污染等[1,2]。 离子液体融合了高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中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，在离子液体中还可电沉积得到大多数能在水溶液中得到的金属，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中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导率(通常10-3～10-2Ω-1·cm-1)使之成为电沉积研究中的崭新液体。 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，但文献中通常把熔点低于100℃的熔盐称作室温离子液体。离子液体大致可分为三类：(1)AlCl3 分别和氯化丁基吡啶([BP]Cl)、氯化1-乙基-3-甲基咪唑([EMIm]Cl)、氯化1-丁基-3-甲基咪唑([BMIm]Cl)等组成的混合液；(2)由(1)中的阳离子和BF4-、PF6-和SbF6-等阴离子组成的液体；(3)由(1)中的阳离子和[CF3SO3]-、[(CF3SO2)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AlCl3 的相对摩尔含量来控制：AlCl3 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AlCl3 时，每生成一个Al 原子就伴随释放出三个Cl-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Cl-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2～4V，但由于AlCl3 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AlCl3 等强路易斯酸性物质发生反应。例如，PF6-遇AlCl3 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 离子液体的理化性能

多孔阳极氧化铝为模板电沉积制备纳米线的研究进展解析

Vol.19No.6Nov.2003 科技通报 BULLETINOFSCIENCEANDTECHNOLOGY 第19卷第6期 2003年11月 多孔阳极氧化铝为模板电沉积制备 纳米线的研究进展 倪似愚郑国渠曹华珍郑华均 1 2 2 2 2 (1.中国科学院上海硅酸盐研究所,上海200050;2.浙江工业大学材料科学与工程研究所,浙江310032) 摘要:,究.,其景. 关键词:金属材料;;电沉积 451:A文章编号:1001-7119(2003)06-0466-04 Researchdevelopmentofnano2wiresfabricationbyelectrochemical depositionintoporousanodicalumina NISi2yu ZHENGGuo2qu CAOHua2zheng ZHENGHua2jun ZHANGJiu2yuan (1.ShanghaiInstituteofCeramics,ChaneseAcademyofSciences,Shanghai200050,China; 2.InstituteofMaterialScienceandEngineering,ZhejiangUniversityofTechnology,Hangzho u310032,China) 2 2 2 2 Abstract:Aluminatemplate2synthesizednanostructuredmaterialhasuniqueproperty,which isveryattractiveandhasbeenre2searcheddeeplyinrecentyears.Inthispaper,thelatestresearch progressinthefabricationofvariousordedednano2wirearraysmaterialsbyelectrodepositingi ntotemplate2porousanodicaluminum,includingthepreparationofalumina2template,electr ochemicaltechnologyprocessandmethods,isreviewed.theapplicationprospectsofnano2wir

电沉积镍(电流密度)

学号14091700375 题目：镍电沉积实验 作者XX级别2009 级 系别化学化工专业化学师范指导教师XXX 完成时间2012 年6 月1日

创新性实验——镍电沉积实验 摘要：电沉积镍的效果与溶液中镍离子的浓度、添加剂与缓冲剂的种类和浓度、pH、温度及所使用的电流密度、搅拌情况等因素有关。本实验通过研究5～10 A/dm2电流密度范围内的电流效率，发现当电流密度为8.3 A/dm2左右时，电沉积镍的电流效率最高，达到66.9%。 关键词：电沉积镍；电流密度；电流效率 Abstract Electrodeposition of nickel depend on the nickel ion concentration in the solution, the type and concentration of additives and buffer, pH, temperature and the use of current density, agitation and other factors. Through the study of 5～10 A/dm2 current density within the current efficiency, found that when the current density is about 8.3A/dm2, nickel electrodeposition current efficiency is the highest, reaching 66.9%. Keywords：Electrodeposition of nickel；Current density；Current efficiency 前言 电沉积镍，可以改变基底表面的特性，改善基底材料的外观、耐腐蚀性和耐磨损性。 电沉积镍过程的主要反应为： 阴极：Ni 2+ + 2e = Ni 阳极：Ni +2e = Ni2+ 溶液中镍离子的浓度、添加剂与缓冲剂的种类和浓度、pH、温度及所使用的电流密度、搅拌情况等都能够影响电沉积的效果。研究这些因素对电沉积镍的影响，可以找到电沉积镍的最佳工艺条件。不但具有很好的理论意义，更对将来应用于实际生产有很大的帮助。本实验重点研究了电流密度这一因素对电沉积镍的影响。 一、实验部分 1、实验目的 1）．熟悉电沉积的基本操作与原理。 2）．试验并了解添加剂糖精、苯亚磺酸钠、镍光亮剂XNF和十二烷基硫酸钠对电沉积光亮镍的影响。 电沉积是用电解的方法在导电基底的表面上沉积一层具有所需形态和性能

泡沫铝应用大全

泡沫铝应用大全 一、国家安全方面需求 1、潜艇消音、导弹驱逐舰降噪需求 用泡沫铝吸声板与其背后空腔组成的吸声箱装在潜艇内部发动机室，可以降噪20分贝以上，有利于制造静音潜艇。 导弹驱逐舰等其它舰船也需要用泡沫铝吸声板对发动机室降噪以及制作间隔墙等。 2、制作复合装甲需求 新型复合装甲由陶瓷片、泡沫铝、芳纶纤维板组成，在中间或里层设置20mm 厚的泡沫铝材料，利用泡沫铝的吸能作用，使穿甲弹和破甲弹作用力分散，阻止其进入内部。 3、制作车辆防地雷底板 坦克车、装甲车、重卡车等底部采用V型，外部为装甲板，中层为泡沫铝板，里层为芳纶纤维板或钢板，防地雷。 4、军事指挥车、指挥所的需求 泡沫铝材料具有屏蔽电磁波的功能，可以屏蔽90分贝以上，制作军事指挥车、指挥所的内衬，使电信息保密。 5、制作防暴车需求 利用泡沫铝材料制作防暴车的复合装甲，防暴车重量可以减轻三分之一以上。 6、制作军用空投包装箱 目前我国军用空投包装箱采用美国哈丁技术制作，内部吸能减震材料为高密度塑料泡沫，使用泡沫铝为内部吸能减震材料，吸能减震能力提高10倍以上，即空投武装设备和弹药的安全性提高10倍以上。 7、制作舰船防爆甲板 舰船甲板用装甲板、泡沫铝板、钢板复合结构，甲板强度提高2倍以上，抗爆、抗弹能力提高2倍以上。 二、轨道交通方面需求 1、制作地铁车站的吸声内衬 用打孔泡沫铝吸声板制作地铁车站侧壁和顶部吸声板，厚度为10mm，背后设

置20mm厚空腔，即使在地铁车站的潮湿环境中仍然保持良好的吸声降噪效果，比使用其它吸声材料降噪效果提高一倍以上。 2、制作高速铁路隔音屏 制作高速铁路声屏障，高度为2800mm，打孔泡沫铝吸声板厚度为10mm，背后设置20mm厚空气层，后板为镀锌钢板。声屏障的内侧为泡沫铝裸面，可以吸音，整体墙可以隔音，达到高效降噪效果。泡沫铝被雨水淋湿后，降噪功能不降低，泡沫铝吸能减震，在列车经过震动下，铆钉不会松动，长期安全。 3、制作普通列车地板 普通列车泡沫铝地板为1mm铝板、15——20mm泡沫铝板、1mm铝板夹心板组成，泡沫铝密度为0.5g/cm³左右，具有优良的隔音、隔震功能；不燃烧，防火性能好；抗弯强度达到20Mpa左右，使用寿命长达30年以上；重量轻，为木板重量的1/2左右。 4、制作高速列车地板 高速列车用泡沫铝地板用1mm铝板、25——30mm泡沫铝板、1mm铝板夹心板组成，泡沫铝密度为0.5g/cm³左右。隔音20分贝以上，震动减少一个数量级，防火、耐腐蚀、抗弯强度达到20Mpa左右，不塌陷，使用寿命长达30年以上。 5、制作列车车门夹心 采用泡沫铝板作车门夹心材料，具有优良的隔音、隔震、隔热功能，承受力的载荷时，各向同性。 6、制作车厢内衬 地铁车厢采用20mm厚泡沫铝内衬，可以降低噪声20分贝以上。大线列车、高速列车、城铁列车的车厢侧衬采用20mm泡沫铝板、20mm聚氨脂泡沫复合板，具有优良的隔热和隔音双重能力。 7、制作客车厢间隔墙 采用泡沫铝板制作客车间隔墙，隔音隔振功能好，各方向强度一致、强度好，不产生鸟鸣声音。 8、制作电器柜 用泡沫铝夹芯板（0.5mm铝板、5——10mm泡沫铝板、0.5mm铝板）制作发电机、电动机、变频器、中央空调等产生噪音和电磁波设备的电器柜，可以降低噪声20分贝以上，屏蔽电磁波90分贝以上。 9、制作地铁隧道通风口消声器

二硫化钼电沉积suppt

Electronic Supplementary Information Amorphous Molybdenum Sulfide Films as Catalysts for Electrochemical Hydrogen Production in Water Daniel Merki, Stéphane Fierro, Heron Vrubel, Xile Hu* Laboratory of Inorganic Synthesis and Catalysis, Institute of Chemical Sciences and Engineering, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), SB-ISIC-LSCI, BCH 3305, Lausanne, CH 1015, Switzerland * To whom correspondence should be addressed. E-mail: xile.hu@epfl.ch S1

Chemicals and Reagents All manipulations were carried out under an inert N2(g) atmosphere using glovebox techniques unless otherwise mentioned. Unless noted, all other reagents were purchased from commercial sources and used without further purification. Physical methods GC measurement was conducted on a Perkin-Elmer Clarus 400 GC with a FID detector a TCD detector and a 5? molecular sieves packed column with Ar as a carrier gas. UV-Vis measurements were carried out using a Varian Cary 50 Bio Spectrophotometer controlled by Cary WinUV software. SEM secondary electron (SE) images were taken on a Philips (FEI) XLF-30 FEG scanning electron microscope. XRD measurements were carried out on a PANalytical X'Pert PRO diffractometer using Cu Kα1 radiation (0.1540 nm). Electrochemical measurements were recorded by an IviumStat electrochemical analyzer or an EG&G Princeton Applied Research Potentiostat/Galvanostat model 273. A three-electrode configuration was used. For polarization and electrolysis measurements, a platinum wire was used as the auxiliary electrode and an Ag/AgCl (KCl saturated) electrode was used as the reference electrode. The reference electrode was placed in a position very close to the working electrode with the aid of a Luggin tube. For rotating disk measurements, an Autolab Rotating Disk Electrode assembly was used. Potentials were referenced to reversible hydrogen electrode (RHE) by adding a value of (0.197 + 0.059 pH) V. The polarization curves measured under one atmosphere of H2 are nearly identical to those collected in the absence of external H2, indicating that the potentials measured in the latter experiments are close to the thermodynamically-calibrated values. Ohmic drop correction was done prior to Tafel analysis. Film thickness was measured using an Alpha Step S2

Reline离子液体中AZ31镁合金表面电沉积铝及其耐蚀性研究

Reline离子液体中AZ31镁合金表面电沉积铝及其耐蚀性研究镁合金由于其低密度,高的比强度,优异的导热性及电磁屏蔽性等一系列优点,广泛应用于电子产品及交通行业等各方面。但镁合金耐蚀性能较差,电化学活性高,使其在工业应用中受到了很大的限制。提高镁合金的耐蚀性成为当前很多学者关注的热点。 电沉积可以有效地提高镁合金表面的耐腐蚀性,从而避免腐蚀的进一步发生。本研究在含AlCl₃的氯化胆碱-尿素Reline离子液体中,恒温恒电流电沉积制备出不同沉积时间的镀铝AZ31镁合金。随后利用OM,SEM以及EDS等检测手段对电沉积前后镁合金样品表面的微观组织形貌以及相组成进行观察和分析,对比不同时间电沉积铝对镁合金表面形貌的影响;利用循环伏安法和计时电 流法等电化学分析方法对电沉积过程中溶液中的铝离子的形核及生长行为进行 了分析,并且计算了生长过程中铝离子在溶液中的扩散系数以及电沉积后期铝原子在镁合金表面的扩散系数;对比了不同沉积时间下镁合金表面镀层的厚度;并 利用开路电位法,动电位扫描法以及电化学交流阻抗法来对比研究未镀铝镁合金和不同沉积时间下的镀铝镁合金在3.5 wt.%NaCl溶液中的腐蚀行为,观察其电化学腐蚀形貌,分析了不同沉积时间下的铝镀层对AZ31镁合金的保护机制。 本研究的结论如下:1.在2:1的氯化胆碱-尿素溶液中加入一定质量的六水 合三氯化铝后,当温度为70℃,电流密度为1 mA/cm²时,电沉积不同的时间后,成功得到了镀铝镁合金;2.对镁合金电极在沉积电解液中以不同的扫 描速率对其进行循环伏安扫描,发现其阴极峰电流与扫描速率的开平方成线性关系,这说明铝离子的还原过程受扩散控制,计算得出铝原子在溶液中的扩散系数 为1.773×10^-1010 cm²/s;3.对不同电位下的计时电流

离子液体AlCl3Et 3NHCl中电沉积法制备金属铝

[Article] https://www.sodocs.net/doc/c57077319.html, 物理化学学报(Wuli Huaxue Xuebao ) Acta Phys.鄄Chim.Sin .,2008,24(6)：939-944 June Received:January 21,2008;Revised:February 27,2008;Published on Web:April 9,2008. English edition available online at https://www.sodocs.net/doc/c57077319.html, ? Corresponding author.Email:tqi@https://www.sodocs.net/doc/c57077319.html,;Tel ：+8610?62631710.国家重点基础研究发展计划(973)(2007CB613501)资助 ?Editorial office of Acta Physico ?Chimica Sinica 离子液体AlCl 3/Et 3NHCl 中电沉积法制备金属铝 高丽霞 王丽娜 齐 涛? 李玉平 初景龙 曲景奎 (中国科学院过程工程研究所,绿色过程与工程院重点实验室,北京100190) 摘要：在AlCl 3/Et 3NHCl 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AlCl 3/Et 3NHCl 离子液体在不同温度下的电导率,考察了离子液体AlCl 3/Et 3NHCl 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AlCl 3/Et 3NHCl 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-2.4V(vs Pt)和电解时间20min 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 ).关键词：铝;电沉积;电化学;离子液体 中图分类号：O646 Electrodeposition of Aluminium from AlCl 3/Et 3NHCl Ionic Liquids GAO Li ?Xia WANG Li ?Na QI Tao ?LI Yu ?Ping CHU Jing ?Long QU Jing ?Kui (Key Laboratory of Green Process and Engineering,Institute of Process Engineering,Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190,P.R.China ) Abstract ：Aluminum was successfully electrodeposited on Al electrodes from aluminum chloride (AlCl 3)/triethylamine hydrochloride (Et 3NHCl)ionic liquids by the constant potential electrolysis.Electrical conductivities of AlCl 3/Et 3NHCl ionic liquids were measured as a function of the temperature and composition.The nucleation processes and the influence of experimental conditions on the current efficiency and surface morphology of aluminum electrodeposits were studied on Al electrodes from 2:1molar ratio AlCl 3/Et 3NHCl ionic liquid.The electrical conductivities of ionic liquids increased as the electrolyte temperature increased,following the Arrhenius behavior.Analyses of the chronoamperograms indicated that the deposition process of aluminium on Al substrates was controlled by instantaneous nucleation with diffusion ?controlled growth.Constant potential deposition experiments showed that the electrodeposits obtained on Al electrodes were dense,continuous,and well adherent,and the current efficiency was 73%at -2.4V (vs Pt)for 20min electrolysis at room temperature.The purity of aluminum electrodeposits on Al electrodes was above 96%(w ). Key Words ：Aluminium;Electrodeposition; Electrochemistry; Ionic liquid 铝产量仅次于钢铁，产值占有色金属的一半，但生产耗电量巨大.2006年我国电解铝产量935万吨,产量居世界首位,综合交流电耗1.47亿千瓦时,总耗电量1372亿千瓦,占全国电力消耗总量的4.9%，而总产值不到全国GDP 的1%,因此,电解铝已成为 首屈一指的高耗能行业.传统电解铝工艺(Hall ?H éroult)[1]为冰晶石?氧化铝熔盐电解法,操作温度高达950-1000℃,能耗达13-15kWh/kg ?Al,且环境污染严重.因此,研发高效?清洁?节能的铝电解新技术对铝工业的协调可持续发展具有重要战略意义. 939

电沉积

镍电解沉积 镍电解沉积(electrowinning of nickel) 采用不溶阳极，在直流电作用下使硫酸镍或氯化镍溶液中的镍离子在电解槽阴极上呈金属镍沉积的镍电解方法。此法于1960年在芬兰奥托昆普公司(Outok—umpuOy)实现工业化，中国于20世纪70年代开始用于工业生产。 硫酸镍溶液电解沉积以铅锑合金为不溶性阳极，镍片为阴极，净化后的硫酸镍溶液作电解液，电解沉积在隔膜电解槽内进行。当往电解槽通直流电时，在阴极上发生金属镍沉积的反应：

在新的铅锑合金阳极表面上，铅能生成PbO 而起保护层作用，使阳极变为不溶阳极。 2 净化后的电解液用泵输送，通过一台热交换器进入电解槽。电解液的温度约为336K，pH为3．2，镍离子浓度75g／L，并含有硫酸钠及硼酸。电解液进入阴极室后，pH升至4．0。电解沉积过程平均电流密度为183A／m2，电流效率为94％。阴、阳极室保持有一定的液面差，使阴极液通过隔膜流入阳极室，变成阳极液的一部分。阳极上有氧析出，导致阳极液的H+增加。阳极液一般含游离酸40g／L，需排出一部分送浸出车间用于粗镍或镍锍的浸出。阳极上覆盖聚乙烯薄膜罩，用以收集析出的氧气。产品阴极镍可达到一号镍标准。 氯化镍溶液电解沉积挪威克里斯蒂安松(Kris—tiansand)镍精炼厂于20世纪70年代建成了一座年产6800t镍的氯化镍溶液

电积工厂。以石墨或具有贵金属氧化物活性层的钛板为不溶阳极，镍片为阴极，阴极反应与硫酸镍电积的相同，在阳极上发生生成氯气的反应： 电积的电流密度一般为220～230A／m2，也可高达600A／m2，电流效率可达99．97％。用玻璃纤维强化聚脂(FRP)或其他材料制作的阳极罩来收集氯气送浸出车间作氧化剂或制盐酸。

电沉积纳米材料

电沉积纳米材料 ——读屠振密《电沉积纳米晶材料技术》电化学是物理化学的一个重要组成部分，主要研究电能和化学能之间的相互转化以及转化过程中的有关规律。 电沉积是电化学必不可分的一部分，它是一种电化学过程，也是氧化—还原过程，它研究的重点是“阴极沉积”。电沉积是在含有被镀离子的水溶液中通以电流，使带正电荷的阳离子在阴极上放电，于是得到膜层。 电沉积基底通常为水溶液，如硅线沉积普鲁士蓝，也有非水溶液和熔融盐，在电沉积的溶液中，加入适宜的结晶化表面活性剂是非常必要的，这有利于得到晶粒细化的纳米晶结构。同时可采用适当高的电流密度。随着电流密度的增加，电极上的过电势升高，使形核的驱动力增加，沉积层的晶粒尺寸减少。不过，如果电流密度增大而阴极附近 电解液中消耗的沉积离子来不及得到补充，则反而会使晶粒尺寸增大。或采用有机添加剂。一方面，添加剂分子吸附在沉积表面的活性部位，可抑制晶体的生长。另一方面，析出原子的扩散也被吸附的有机添加剂分子所抑制，较少到达生长点，从而优先形成新的晶核。此外，有机添加剂还能提高电沉积的过电势。以上这些作用都可细化沉积层的晶粒。 近年来，纳米技术日渐兴起，电沉积纳米材料可获得比普通材料更优良的结果，电沉积纳米镀层是在镀液中加入纳米微粒，通过与金

属共沉积获得镀层。将纳米微粒应用在电沉积及电刷镀中，可获得比普通复合镀层更高的硬度、耐磨性、减摩性、耐蚀性和润湿性等优异的特性，使复合镀层的功能性得到大幅度的提高。 电刷镀是电沉积的一种，研究和应用的时间还比较短，对纳米复合电刷镀的沉积机理尚缺乏深入的研究，从目前的研究成果可推测纳米复合电刷镀沉积过程和纳米复合镀有些相类似，大致如下：①镀液中的纳米微粒和金属离子在镀笔的流体力学作用下，被传送到阴极及表面附近的流体边界层。②金属离子和纳米微粒在电场和扩散作用下穿过扩散层到达电极表面。③金属离子在阴极表面吸附、获得电子、到达晶格生长点，而嵌入晶格；同时纳米微粒在阴极表面通过静电吸附或特性吸附或机械滞留，其中部分和金属作用较强者被金属包裹，即形成纳米复合镀层；还有部分纳米微粒则被镀笔从阴极带走。④金属离子和纳米微粒均在大电流密度下断续沉积，镀笔的运动对纳米微粒有一定的选择和均匀分布效应。例如，电沉积镍基合金纳米微晶磁性材料，具有十分优异的性能，如高磁导率，低损耗，高饱和磁化强度等，现在已用于开关电源、传感器和变压器等。纳米微晶磁性材料有利于实现小型化、轻量化及多功能化，故发展迅速。以铁为基的Fe-Ni纳米合金，能进一步改善高温磁性。 电沉积纳米材料的性能优异，广泛应用于生产生活中。 在化工方面，催化是纳米超微粒子应用的重要领域之一，利用纳米微粒高比表面积和高活性，可以显著地增进催化效率，目前已作为第四代催化剂进行研究和开发，它在燃料化学、催化化学中起着十分

电化学法沉积金属薄膜和镀膜(中文译版)

Rapid electroplanting of insulators 电化学法沉积金属薄膜和镀膜有着很长的历史。这些技术大体分为两类，各有各的优点和缺点。第一种，也是最古老的一种，就是利用自发氧化还原反应来从溶液中沉积金属。这种沉积方法不仅可在金属基片上沉积，还可以在绝缘基片上沉积。但这种方法的沉积条件很难控制在原位沉积。一部分原因在于溶液中存在多种盐类和添加剂。第二种方法----电镀术---利用电流来降低溶液中的金属离子含量，并给出了控制沉积金属的质量（还在某种程度上控制了颗粒大小）。但这种技术的应用至今仍被局限于导电基片。我们将在这篇文章里描述可在不导电基片上实施的电镀技术，并能控制沉积金属的颗粒大小、厚度和生长速率。我们这种方法的基础是从与基片相连的电极上逐步向外生长金属，它的晶格形貌由生长着的沉积金属的电流的减小所控制。这种方法一般会形成树状、粉末状的沉积物，但我们指出了一系列快速生长均一薄膜的方法。 这里我们描述了一系列电化学晶格和一些可以用电沉积的方式在绝缘基片表面沉积金属膜层的方法。这种方式使得控制沉积磨蹭的晶粒尺寸。这种方法是建立在最近非平衡物理的基础上的。它使得生长均一薄膜成为可能，这也是电化学生长的基本要求。 用电沉积法沉积金属是在低电流密度下生长致密的金属。所以，当沉积电流提升时，沉积（随着电流功率的提高以及平衡和颗粒修复的缺失）变得粗糙，乃至变成树状或粉末状。这在工业上是一个制约因素。非平衡态物理学更多注重了同一性：即生长模式。比如，二元电解液的电化学生长就被研究了15年。由Chazlviel提出的新理论正确预言了二元电解液在树状沉积物周围的生长速率、沉积速率以及浓度场。这种理论预测了大电场的存在下在沉积物的顶端存在正比于离子浓度降低速率的连续生长模式。我们在自由流动的（大概是指溶液吧）、接近二维的树状沉积物的情况下验证了这些预测，这份工作由M.e.a独立发现。但这些实验存在一个问题：沉积物不能从电池里被取出。这就是为什么我们中的一个人提出了一种新的沉积树状物的方法（由C.e.a提供的模型提出）。 （公式推导看不懂，略） （图一） 现在我们公布这种装置使得连续沉积镀膜得以实现（薄膜的生长特征相同，包括厚度和生

泡沫铝的性能研究

泡沫铝的性能研究及其在汽车制造业上的应用 摘要:池沫铝是一种新型多功能材料,具有独特的结构和许多优异的性能 ,其应用前景可观 ,应用范围日益扩大。介绍了泡沫铝的若干性能,并针对其性能特征较为详细地叙述了在汽车制造业上的应用前景,指出了池沫铝材料作为未来汽车材料的优越性。 关健词：池沫铝应用汽车制造业 中图号 引言泡沫金属由金属骨架及孔隙组成,泡沫铝是泡沫金属的一种,是以铝或铝合金为基体的多孔金属材料。它是一种功能和结构一体化的新型工程材料,具有缓冲减震吸能特性和其他优良的物理和化学性能。因此,目前在汽车工业、航天工业、建筑工业和铁路运输等领域都已获得了广泛的应用并且应用前景相当可观。 2 泡沫铝的性能研究 泡沫铝的性能主要取决于分布在三维骨架间的孔隙特征,即气孔的形态和分布,包括孔的类型（通孔或闭孔）、孔的形状、孔的分布、孔的结构（孔径、孔隙率、比重等）。 2.1 物理性能 泡沫铝最明显的特点就是重量轻、密度低,随孔的变化而变化,比重仅为同体积铝的0.1—0.6倍，但其牢固度却比泡沫塑料高达4倍以上。泡沫铝材料的导电性要比实心铝材料小得多,相反电阻率就大得多,是电的不良导体。泡沫铝的导热性能比实心铝小得多,约为实心铝的 0.1—0.2 倍。另外,泡沫铝还具有刚性大、不易燃、不易氧化、不易产生老化、耐候性好、回收再生性好等特点。 对于承受弯曲负载的装置,所用材料应具有较高的比强度,通过对泡沫铝和几种常见结构材料（铝、钢）的比强度值（泡沫铝：铝：钢 =5: 2.5 :1）比较,可知泡沫铝具有高比强度的特点。实验研究表明,适当的热处理可以提高其比强度。因此,泡沫铝可用于承受较大的弯曲负载装置中。 2.2 力学性能 同其他多孔材料一样,泡沫铝的弹性模量、剪切模量、弹性极限等均随孔隙率的增大而呈指数函数下降。 (1) 抗拉强度 泡沫铝的抗拉强度很低,几乎无延伸率,表现为半脆性。实验发现孔径大小对其拉伸性能有一定的影响。相对密度相同时,孔径小的拉伸强度比孔径大的高。(2) 抗压强度 泡沫铝的抗拉强度虽然很低,但它的抗压强度却较高。泡沫铝压缩应力一应变曲线可以分 3个区域：线弹性区、屈服平台区、致密化区。 孔径不同的泡沫铝的压缩应力一应变曲线形状基本相似,不同主要表现在塑性平台的高度上, 实验发现,孔径大小与塑性平台的高度并不是某种简单的线性关系,而是在某一孔径下塑性平台最高。由泡沫铝的抗压强度与其密度及压缩率之间的关系图可知,密度增加,抗压强度增加。 2.3 吸能特性 多孔结构材料可用作能量吸收材料。单位质量小、能量吸收能力大的材料就具有较大的作用。泡沫铝单位质量小、强度较高,因此泡沫铝具有很高的能量吸收能

离子液体在金属冶金中的应用

离子液体在金属冶金中的应用 摘要：离子液体作为一种新型的反应介质，同时具有有机溶剂和高温熔盐的优点而成为非有前途的低温“绿色”溶剂，将其用于金属提取分离只需在室温或接近室温下进行，具有反应条件温和、能耗低、无污染等特点，可大幅度降低生产成本，具有巨大潜力。 关键词：离子液体；金属冶金；电沉积 Abstract: Ionic liquids as a new type of reaction medium, at the same time possesses the advantages of organic solvent and high temperature molten salt has become a promising "green" solvents at low temperature, the extraction and separation for metal at room temperature or near room, under mild reaction conditions, low energy consumption, no pollution etc., can greatly reduce the production cost, has enormous potential. Keyword:ionic liquid ;metal and metallurgy;electro-deposition 前言 离子液体是室温离子液体的简称，是由特定有机阳离子和阴离子构成的在室温或接近室温下呈液态的熔盐体系，它具有一系列独特的物化性能，是一种真正的“绿色”溶剂，已广泛和成功地用于材料制备、催化、金属电沉积、燃料电池等领域。离子液体作为一种溶剂，提供了与传统分子溶剂完全不同的环境，一些化学反应子液体中进则可能取得与传统化学不同的令人惊异的结果。在金属的电解精炼方面，离子液体是一种理想的室温液态电解质，它融合了高温熔盐和水溶液的优点：具有较宽的电化学窗口，在室下即可得到在高温熔盐中才能电沉积得到的金属和合金，但没有高温熔盐那样的强腐蚀性；同时，在离子液体中还可电沉积得到大多数能在水溶液中得到的金属，且无副反应，因而得到的金属质量更好，特别是对铝、钛、硅和锗等很难在水溶液中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导率使之成为电沉积研究的崭新的电解质。在金属及其氧化物的溶解腐蚀、矿物中有价元素提取分离等方面，离子液体具有不易挥发和燃烧、可溶解许多无机物和有机物、易通过物理方法再生的优点，是一种新型“绿色”溶剂。这些特性使其在冶金和材料制备领域尤其是金属提取与分离等方面具有广阔的应用前景。 一、离子液体在金属Al制备中的应用 常规的铝电解是采用高温电解法和Hall-Héroult法，这些方法虽然产量高，但是电解温度高达850~900℃，存在高能耗、高污染等缺点。近几年，人们在对室温离子液体性质进行研究时发现，采用离子液体进行铝的电沉积具有很多优点，因为离子液体除具有其他溶剂的特点以外，还具有自身的一系列优越性，液体状态温度范围宽(?90~300 ℃)；高热稳定性和高化学稳定性；电化学窗口较宽(3~5 V)；蒸汽压比较低，几乎趋于零；可以根据阴阳离