电化学再生酸性氯化铜蚀刻液及其石墨毡阳极修饰探讨

电化学再生酸性氯化铜蚀刻液及其石墨毡阳极修饰探讨

发表时间：2019-09-21T14:42:34.970Z 来源：《基层建设》2019年第19期作者：刘军

[导读] 摘要：本文主要针对酸性氯化铜的蚀刻液电化学方法再生与石墨毡的阳极修饰进行综述分析，望能够为相关专家及学者对这一课题的深入研究提供有价值的参考或者依据。

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摘要：本文主要针对酸性氯化铜的蚀刻液电化学方法再生与石墨毡的阳极修饰进行综述分析，望能够为相关专家及学者对这一课题的深入研究提供有价值的参考或者依据。

关键词：电化学；再生；酸性；氯化铜；蚀刻液；石墨毡；阳极修饰；

前言：

酸性氯化铜的蚀刻液，以氯化铜及盐酸酸性的蚀刻液体为主要成分，被广泛应用在电路板印刷蚀刻当中。为更好地实现酸性氯化铜的蚀刻液当中阳极电化学的活性能够有效提升，本文结合国内外相关文献资料，详细描述了性氯化铜的蚀刻液电化学方法再生与石墨毡的阳极修饰，具体阐述如下：

1、蚀刻液电化学方法再生

1.1 常用电解处理方法

常用电解处理方法，是以小阴极及大阳极的配置为基础，阳极等同于阴极液，均属于蚀刻废液，在实现再生期间防止阴极区域Cu+被迁移至阳极区域，重新被氧化成为Cu2+。酸性蚀刻液的再生与铜的回收装置，把阴/阳级若干块电解板，放置在阳极与阴极的电极板中间，促使若干个电解槽形成，电解效果得以增强。在有着阴阳两极电解板所在阳极面层包覆好一层粘附促进剂纺织布，经电化学的反应，在其电解槽的阴极部分沉积铜，经电解处理后余液导致搅拌装置当中，调整后获取再生子液，整个电解处理期间排放大量氢气及氯气，均导致专门废气的处理器内实施集中处理操作。常用电解处理方法，因阴阳极的面积不够均等，导致电流密度处于不一致分布状态，促使电位呈不均匀分布状态，难免防止阳极上Cl2被析出，电流实际效率极低。如果运用同等面积阴阳极的配置，在电解再生处理期间会有大量氢气、氯气产生，需使用专门废气处理的装置，设备负担增加，不利于操作，且安全性较低，不利于成本控制。

1.2 离子膜的电解处理方法

离子膜的电解处理方法，它是以阳/阴离子的交换膜为基础，分离阳极液及阴极液，阳极液作为实际所需再生酸性的蚀刻废液，而阴极液则当成蚀刻废液，亦或者是经稀释了一定倍数蚀刻废液，用来沉淀回收在PCB蚀刻期间多余铜。电解再生处理装置，由电解池3个并排构成电解槽，两侧为阳极室，酸性的蚀刻废液即为阳极液，阴极室为中间部分，阴极室、阳极室相互间设封闭循环的通道，以空巢该阴极液实际所含铜的浓度，以25g/L为宜，避免沉积铜遭到蚀刻溶解，阴阳极室均采用Nafion阳离子的交换膜予以隔开处理。内设辅助槽2个，各为阳极液及阴极液的小循环，阴极室、阳极室的排放口、蚀刻机应连接好，以把控好铜的总含量。经电解处理后，阴极上所沉淀出的粉末状金属铜，因酸自阳极液当中逐渐扩散至阴极液内，仅需定时做出调整便可获取再生蚀刻液，其阳极实际再生率为95%，阴极提取铜的效率为75%。该离子膜的电解处理方法，不但可分隔好阴极液、阳极液，还能够高效化控制离子的迁移。

1.3 隔膜电解处理方法

再生处理装置内设电解槽2个，阴极区域，首个电解槽把蚀刻废液当中多数Cu2+均转化成Cu+，第二个的电解槽把Cu+沉积在转换成可供出售片状的铜。两个槽殃及区域均实现了Cu+逐渐氧化成Cu2+该反应状况。此种处理操作方法具备较高效率，可实现间歇性地操作，因多数Cu+均会出现逐渐氧化成Cu2+该反应状况，导致沉积金属铜并不容易遭到蚀刻溶剂，处于停机状态下，并不需要将阴极去除，但需防止Cu+重新被氧化成为Cu2+，应通过氮气的密封处理，但设备总体控制难度系数会有所增加。通过电解处理方法应用于阴极所产生氮气再生处理蚀刻液这一方法，因此种方法再生期间会有大量氮气被析出，需在完全封闭的体系内部完成，对于设备安全方面有着较高性能标准，并不符合于先进环保方法需求。

2、石墨毡的阳极修饰

2.1 石墨毡的电极金属修饰

石墨毡所在表面位置所沉积金属的氧化物及金属，对石墨毡相应电化学的活性可起到增强作用，常用沉积法包含着溶液侵蚀处理方法、离子蚀刻处理方法、离子交换处理方法等。离子交换处理方法具体使用期间，经氧化处理后，该石墨毡所在表面金属做好金属修饰处理，如负载好In、Pt、Pd、Au、Te、Mn等各种金属基团，测试经修饰处理之后，电极应用在全钒液流的电池电极过程中各项性能，其测试结果表明，Pt、In、Mn、Te等经修饰处理后石墨毡，可用作全钒液流的电池，具备良好应用效果，运用In做好修饰处理之后，电极所变现出最高电化学的活性反应。把经热处理过后石墨毡的电极浸泡于氯铱酸的溶液当中，经450℃空气环境中加热处理，获取铱单质性修饰碳毡电极。经修饰处理后碳毡电极，其针对于全钒液流的电池处于正极反应状态下，可表现出良好电化学的催化活性。借助铱修饰石墨毡，并组装成全钒液流的电池期间，电池电压效率得以显著提升，电池内阻有所降低。即便金属铱及铱氧化物经修饰处理后，碳毡电极自身针对于钒电池正极的反应有着一定催化的作用，但因其价格高，实际应用范围相对较小。

2.2 石墨毡的电极含氧官性能团修饰

围绕着石墨毡的电极实施酸/热处理及电化学的处理过后，石墨毡自身电极的纤维表面实际所含氧的官能团明显增加，经含氧的官能团及溶液内金属离子产生耦合作用，石墨毡自身电极电化学的活性能够得以有效增强。经XPS测试操作后可发现，其羧基的官能团实际数量与羟基相比相对较多一些，经修饰处理过后，该石墨毡自身电极的亲水性、电化学的活性均显著提升。

2.3 石墨毡的电极作为碳/碳复合性材料

以质子膜Nafion交换膜为粘结剂，把将羧基化碳纳米管的纤维经物理方法粘附至石墨毡的纤维表面上，配合使用全钒液流的电池阳极，经测试研究结果发现，该石墨毡的电极与表面积相比呈增加趋势，羧基化碳纳米管促使电极总含阳的官能团显著增长，促使该石墨毡自身电极对于钒离子电化学的活性得以增强。

2.4 石墨毡的电极含氮官性能团修饰

把该石墨毡自身电极表面所含氮的官能团适当增加，能够促使碳纤维所在表面处电子的云空穴增加，金属离子可实现在碳纤维当中有效耦合，金属离子及电极之间可实现有效传递，电极自身电化学的活性得以有效提升。该石墨毡的电极处于180℃条件下实施水热氨化的处

酸性氯化铜蚀刻液

酸性氯化铜蚀刻液 1、特性 适用于生产多层板内层，掩蔽法印制板和单面印制板，采用的抗蚀剂是网印抗蚀印料、干膜、液体感光抗蚀剂，也适用于图形电镀金抗蚀印制电路板的蚀刻。 电镀金抗蚀层印制电路板的蚀刻： A，蚀刻速率易控制，蚀刻液在稳定的状态下，能达到高的蚀刻质量。 B，溶铜量大。 C，蚀刻液容易再生与回收，减少污染。 2、化学组成： 化学组分 1 2 3 4 5 Cucl2.2H2O 130-190g/l 200g/l 150-450g/l 140-160g/l 145-180g/l HCL 150-180ml/l 100ml/l 7-8g/l 120-160g/l NaCL 100g/l NH4CL 饱和平共处160g/l H2O 添加到1升添加到1升添加到1升添加到1升添加到1升 3、蚀刻原理 在蚀刻过程中，氯化铜中的二价铜具有氧化性，能将印制电路板面上的铜氧化成一价铜，其化学反应如下： 蚀刻反应：CU+CUCL2→CU2CL2 所形成氯化亚铜是不易溶于水的，在有过量的氯离子存在的情况下，能形成可溶性的络离子，其化学反应如下： 络合反应：CU2CL2+4CL—→2「CUCL3」2- 随着铜的蚀刻，溶液中的一价铜墙铁壁越来越多，蚀刻能力很快就会下降，以至最后失去效果，为保证连续的蚀刻能力，可以通过各种方法进行再生，使一价铜重新转变成二价铜，达到下常工艺标准。 4、影响蚀刻速率的影响。 A、氯离子含量的影响。 蚀刻液的配制和再生都需要氯离子参加，但必须控制盐酸的用量，在蚀刻反应中，生产CU2CL2不易溶于水，而在铜表面生成一层氯化亚铜膜，阻止了反应进行，但过量的氯离子能与CU2CL2络合形成可溶性络离子「CUCL3」2-从铜表面溶解下来，从而提高了蚀刻速率。 B、一价铜的影响 微量的一价铜存在蚀刻液中，会显著的隆低蚀刻速率。 C、二价铜含量的影响，通常二价铜离子浓度低于2克离子时，蚀刻速率低，在2克离子时，蚀刻速率 就高，当铜含量达到一定浓度时，蚀刻速率就会下降，要保持恒定的蚀刻速率就必须控制蚀刻液内的含铜量，一般都采用比重方法来控制溶液内的含铜量，通常控制比重在1.28—1.295之间(波美度31--330BE’),此时的含铜量为120—150克/升。

石墨烯作为锂电池负极材料前景渺茫

石墨烯用作锂电负极产业化前景渺茫 2015-06-26 作者： 自从英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆(Andre Geim)和康斯坦丁·诺沃肖洛夫(Konstantin Novoselov)二人因为“二维石墨烯材料的开创性实验”共同获得2010年诺贝尔物理学奖之后，任何与石墨烯有关的新闻或者研究成果都受到了人们极大的关注。最近两年，石墨烯相关“产业”在国内也是如火如荼，与石墨烯有关的数十支概念股一再被爆炒。 国际上当然也没闲着，比如一则轰动性的新闻报道宣称：西班牙Graphenano公司(一家工业规模生产石墨烯的公司)同西班牙科尔瓦多大学合作研究出全球首个石墨烯聚合材料电池，储电量是目前市场最好产品的3倍，用此电池提供电力的电动车最多能行驶1000公里，而充电时间不到8分钟。 Graphenano公司相关负责人称，虽然此电池具有各种优良的性能，但成本并不高，该电池的成本将比一般锂离子电池低77%，完全在消费者承受范围之内。 这则消息在国内被很多媒体转载报道，在新能源汽车界和锂电界引起了很大反响。最近有不少朋友询问笔者：“会做石墨烯电池吗?石墨烯电池前景如何?什么时候量产?”笔者相信，很多锂电界同仁也有类似的问题。并不是所有人都有电化学或者材料学背景，关注石墨烯电池也可能是出于不同目的，所以他们都不会问一个最基本的问题：什么是石墨烯电池? 在本文中，笔者希望能够揭开笼罩在石墨烯电池上面的神秘面纱，让大家真正了解石墨烯在电化学储能方面的应用价值，而不是被一些非专业的记者或者炒作者蒙蔽，即便真相也许并不是那么鼓舞人心。 什么是石墨烯?先来看看维基百科的定义：“石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp2杂化轨道?成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一??碳原子厚度的二?材料。石墨烯目前是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料，它?缀跏峭耆?该鞯模?晃??.3%的光;导热系?蹈哌_5300W/m·K，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过15000cm2/V·s，又比纳米碳管或硅晶体高，而电阻率只约10-8俜m，比铜或银更低，为世上电阻率最小的材料。”

电化学法制备石墨烯及其导电特性

Vol.33高等学校化学学报No.82012年8月 CHEMICAL JOURNAL OF CHINESE UNIVERSITIES 1804~1808电化学法制备石墨烯及其导电特性 朱龙秀,李英芝,赵　昕,张清华 (东华大学材料科学与工程学院,纤维材料改性国家重点实验室,上海200051) 摘要　采用电化学方法将石墨层电解剥离,得到分散于电解质溶液的结构较为完整的石墨烯.用透射电子显微镜和拉曼光谱分析了石墨烯的形貌和结构,利用四探针法测定了石墨烯导电特性.实验数据和理论拟合结果表明,当100K

碱性氯化铜蚀刻液原理及基础配方

碱性氯化铜蚀刻液 1.特性 1)适用于图形电镀金属抗蚀层，如镀覆金、镍、锡铅合金，锡镍合金及锡的印制板的蚀刻。 2)蚀刻速率快，侧蚀小，溶铜能力高，蚀刻速率容易控制。 3)蚀刻液可以连续再生循环使用，成本低。 2.蚀刻过程中的主要化学反应 在氯化铜溶液中加入氨水，发生络合反应： CuCl 2＋4NH 3 →Cu(NH 3 ) 4 Cl 2 在蚀刻过程中，板面上的铜被[Cu(NH 3) 4 ]2+络离子氧化，其蚀刻反应如下： Cu(NH 3) 4 Cl 2 ＋Cu →2Cu(NH 3 ) 2 Cl 所生成的[Cu(NH 3) 2 ]1+为Cu1+的络离子，不具有蚀刻能力。在有过量NH 3 和Cl-的情 况下，能很快地被空气中的O 2所氧化，生成具有蚀刻能力的[Cu(NH 3 ) 4 ]2+络离子， 其再生反应如下： 2Cu(NH 3) 2 Cl＋2NH 4 Cl＋2NH 3 ＋1/2 O 2 →2Cu(NH 3 ) 4 Cl 2 ＋H 2 O 从上述反应可看出，每蚀刻1克分子铜需要消耗2克分子氨和2克分子氯化铵。因此，在蚀刻过程中，随着铜的溶解，应不断补加氨水和氯化铵。 应用碱性蚀刻液进行蚀刻的典型工艺流程如下： 镀覆金属抗蚀层的印制板(金、镍、锡铅、锡、锡镍等镀层) →去膜→水洗→吹干→检查修板→碱性蚀刻→用不含Cu2+的补加液二次蚀刻→水洗→检查→浸亮(可选择) →水洗→吹干 3. 蚀刻液配方 蚀刻液配方有多种，1979年版的印制电路手册(Printed Circuits Handbook)中介绍的配方见表10－4。 表10－4 国外介绍的碱性蚀刻液配方

国内目前大多采用下列配方： CuCl 2·2H 2 O 100～150g/l 、NH 4 Cl 100g/l 、NH 3 ·H 2 O 670～700ml/1 2 配制后溶液PH值在9.6左右。溶液中各组份的作用如下： NH 3·H 2 O的作用是作为络合剂，使铜保持在溶液里。 NH 4 Cl的作用是能提高蚀刻速率、溶铜能力和溶液的稳定性。 (NH4) 3PO 4 的作用是能保持抗蚀镀层及孔内清洁。 4.影响蚀刻速率的因素 蚀刻液中的Cu2+的浓度、PH值、氯化铵浓度以及蚀刻液的温度对蚀刻速率均有影响。掌握这些因素的影响才能控制溶液，使之始终保持恒定的最佳蚀刻状态，从而得到好的蚀刻质量。 Cu2+浓度的影响 因为Cu2+是氧化剂，所以Cu2+的浓度是影响蚀刻速率的主要因素。研究铜浓度与蚀刻速率的关系表明：在0－11盎司/加仑时，蚀刻时间长；在11－16盎司/加仑时，蚀刻速率较低，且溶液控制困难；在18－22盎司/加仑时，蚀刻速率高且溶液稳定；在22－30盎司/加仑时，溶液不稳定，趋向于产生沉淀。 注：1加仑（美制）=3.785升 1盎司= 28.35克1盎司/加仑=28.35/3.785=7.5G/1

石墨烯的制备及电化学性能研究

目录 摘要............................................................................................................................ I Abstract ......................................................................................................................... I I 1 引言 (1) 1.1 石墨烯的制备 (2) 1.1.1 机械剥离法 (2) 1.1.2 电化学剥离法 (2) 1.1.3 化学气相沉积法 (3) 1.2 石墨烯电极材料的制备 (5) 1.3 石墨烯电极材料电化学性能测试 (5) 2 实验部分 (6) 2.1 实验试剂 (6) 2.2 实验仪器 (6) 2.3 RHAC和GQDs的制备 (6) 2.4 RHAC-GQDs的制备 (6) 2.5 电极制备和电池组装 (7) 3 结果和讨论 (8) 3.1 分析了RHAC的比表面积和孔隙结构 (8) 3.2 GQDs的拉曼光谱和荧光光谱分析 (8) 3.3 红外光谱分析 (8) 3.4 XRD分析 (8) 3.5 扫描电镜分析 (9) 3.6 循环伏安法测试分析 (9) 3.7 恒流充放电试验分析 (9) 3.8 电化学阻抗分析 (10) 4 结论与展望 (12) 4.1 结论 (12) 4.2 主要创新点 (12) 4.3 展望 (12) 参考文献 (13) 致谢............................................................................................ 错误!未定义书签。

蚀刻液类别

蚀刻液分类 目前已经使用的蚀刻液类型有六种类型： 酸性氯化铜 碱性氯化铜 氯化铁 过硫酸铵 硫酸/铬酸 硫酸/双氧水蚀刻液。 各种蚀刻液特点 酸性氯化铜蚀刻液 1) 蚀刻机理：Cu+CuCl2→Cu2Cl2 Cu2Cl2+4Cl-→2(CuCl3)2- 2) 影响蚀刻速率的因素：影响蚀刻速率的主要因素是溶液中Cl-、Cu+、Cu2+的含量及蚀刻液的温度等。 a、Cl-含量的影响：溶液中氯离子浓度与蚀刻速率有着密切的关系，当盐酸浓度升高时，蚀刻时间减少。在含有6N的HCl溶液中蚀刻时间至少是在水溶液里的1/3，并且能够提高溶铜量。但是，盐酸浓度不可超过6N，高于6N盐酸的挥发量大且对设备腐蚀，并且随着酸浓度的增加，氯化铜的溶解度迅速降低。 添加Cl-可以提高蚀刻速率的原因是：在氯化铜溶液中发生铜的蚀刻反应时，生成的Cu2Cl2不易溶于水，则在铜的表面形成一层氯化亚铜膜，这种膜能够阻止反应的进一步进行。过量的Cl-能与Cu2Cl2络合形成可溶性的络离子(CuCl3)2-，从铜表面上溶解下来，从而提高了蚀刻速率。 b、Cu+含量的影响：根据蚀刻反应机理，随着铜的蚀刻就会形成一价铜离子。较微量的Cu+就会显著的降低蚀刻速率。所以在蚀刻操作中要保持Cu+的含量在一个低的范围内。 c、Cu2+含量的影响：溶液中的Cu2+含量对蚀刻速率有一定的影响。一般情况下，溶液中Cu2+浓度低于2mol/L时，蚀刻速率较低；在2mol/L时速率较高。随着蚀刻反应的不断进行，蚀刻液中铜的含量会逐渐增加。当铜含量增加到一定浓度时，蚀刻速率就会下降。为了保持蚀刻液具有恒定的蚀刻速率，必须把溶液中的含铜量控制在一定的范围内。 d、温度对蚀刻速率的影响：随着温度的升高，蚀刻速率加快，但是温度也不宜过高，一般控制在45~55℃范围内。温度太高会引起HCl过多地挥发，造成溶液组分比例失调。另外，如果蚀刻液温度过高，某些抗蚀层会被损坏。 碱性氯化铜蚀刻液

石墨烯在离子液体电解液中的电化学行为

石墨烯在离子液体电解液中的电化学行为 阎兴斌1,*，刘文文1,2，郎俊伟1, 薛群基1 1中国科学院兰州化学物理研究所，甘肃省兰州市天水中路18号，730000 2中国科学院研究生院，北京市石景山区玉泉路19号（甲），100049 *Email: xbyan@https://www.sodocs.net/doc/541983885.html, 石墨烯因其具有极好的导电率和超高的比表面积而被广泛研究用做超级电容器的电极材料。然而其能量密度还需进一步提高。电解液是影响电容器性能的关键因素之一,适合的电解液对提高超级电容器的性能具有重要的作用。已有报道，利用离子液体作为石墨烯超级电容器的电解液可以提高其能量密度。然而，石墨烯在离子液体中的电化学行为还有待于进一步研究。 本文运用电化学等测试技术详细研究了有机溶剂、咪唑类离子液体阳离子烷基链和阴离子官能团、离子液体浓度、离子液体温度，以及离子液体在石墨烯中的插层现象等对石墨烯超级电容器性能的影响[1]。实验结果表明：石墨烯电极在EMIMBF4/DMF电解液中具有优异的电容行为，同时其电容行为受阳离子烷基链的长度、阴离子官能团和离子液体摩尔浓度等因素影响。实验结果还发现，石墨烯-EMIMBF4电解液体系在-20℃-60℃温度范围内都具有较好的电容性能。 关键词：石墨烯；离子液体；烷基链；温度；超级电容器 参考文献 [1] Liu, W.W.; Yan, X.B.; Lang, J.W.; Xue Q.J. J. Mater. Chem., 2011, 21: 13205. Electrochemical behavior of graphene sheets in the ionic liquid electrolyte Xingbin Yan1,* Wenwen Liu1,2, Junwei Lang1,Qunji Xue1 1Lanzhou Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences, 18 Tianshui road (M.), Lanzhou, 730000 2Graduate School of Chinese Academy of Sciences, 19 Yuquan road, Beijing, 100049 Graphene has been widely studied as the electrode material of supercapacitors due to its excellent electrical conductivity and ultra-high surface area. However, its energy density still needs to improve compared with other energy cells. The electrolyte is one of the key factors affecting the capacitor performance. Thus, it is of great significance to develop new type electrolytes to increase the energy density of supercapacitors. Ionic liquids have been reported as the electrolytes in graphene supercapacitors owing to its excellent performance, but the electrochemical behavior of graphene in ionic liquid electrolytes needs to be further studied. In this work, the effects of organic solvents, the cation alkyl chain of imidazolium ionic liquid, the anionic functional groups of imidazole ionic liquids, ionic liquid molar concentration and temperature, and the intercalation of ionic liquids on the supercapacitive of graphene sheets have been investigated by electrochemical test techniques. The results show that graphene electrode has a good capacitive behavior in EMIMBF4/DMF electrolyte, and its capacitance has been affected by the cation alkyl chain length, the anionic functional groups, and the molar concentration. Moreover, the graphene electrode has the excellent performance in EMIMBF4 electrolyte at the operating temperature ranging from -20 ℃ to 60 ℃.

石墨烯修饰电极电化学性能

石墨烯修饰电极的电化学性能 石墨烯(Graphene>是碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的一种碳质新材料,是构建零维富勒烯、一维碳纳M管、三维石墨等其他碳质材料的基本单元,具有许多优异而独特的物理、化学和机械性能,在微纳电子器件、光电子器件、新型复合材料以及传感材料等方面有着广泛的应用前景,基于石墨烯的相关研究也成为目前电化学领域的热点研究领域之一。 本论文围绕石墨烯的不同修饰电极条件,结合电化学基础研究,开展了石墨烯及其相关的电化学性能研究。具体内容归纳如下: (1>将石墨烯与具有良好导电性能的聚苯胺(PANI>复合,研究了石墨烯/聚苯胺复合物修饰电极的电化学性能。利用石墨烯与聚苯胺之间电子给体与电子受体的相互作用,实现了聚苯胺在中性甚至强碱性溶液中的电化学活性,并利用红外光谱、拉曼光谱和紫外光谱进行了可能的机理探讨。石墨烯/聚苯胺复合物材料在中性溶液里的电化学活性,在生物传感领域具有可能的应用空间。同时,在不同pH溶液里的电化学活性也为石墨烯/聚苯胺复合物材料在pH传感中提供了可能的应用空间。 (2>将石墨烯与具有电绝缘性能的凡士林混合,研究了石墨烯/凡士林膜电极的电化学性能。循环伏安测试表明:采用10.0 mg/mL、5.0 mg/mL和1.0 mg/mL的石墨烯/凡士林修饰电极可以依次得到常规尺寸电极、亚微尺寸电极和微尺寸的纳M电极阵列,并且通过简单混合所制备的石墨烯/凡士林膜电极具有良好的电化学活性和稳定性。作为新型碳材料的膜电极,石墨烯/凡士林膜电极在基础电化学研究和应用中具有一定的潜在价值。 (3>将石墨烯组装在具有完全电绝缘性能的硫醇自组装膜电极上,研究了石墨烯/硫醇自组装膜电极的电化学性能。交流阻抗数据表明,随着组装时间的增加,石墨烯/硫醇自组装膜电极的电化学阻抗逐渐降低,表明石墨烯在硫醇自组装膜上是一个可控的组装过程。循环伏安测试还表明,石墨烯的组装时间是120 min和5 min时,可以分别得到常规尺寸和微尺寸纳M电极阵列的石墨烯/硫醇自组装膜电极,而且对抗坏血酸、多巴胺、尿酸具有较好的电催化活性。同时,为了探讨可能的实验机理,我们讨论了电子传递的可能原因以及影响自组装膜电极双电层结构的两个因素。结果表明随着硫醇中碳链长度的增加,电子传递速率逐渐降低,氧化还原峰电位的差值逐渐增大。不同碳材料的电子转移速率呈现为:石墨烯>多孔碳>石墨。这种采用简单而有效的方法制备的石墨烯/硫醇自组装膜电极,在电化学理论研究和实际应用中具有较好的前景。 超级电容器是一种绿色、新型的储能元件,因为其高效、无污染的优良特性,符合“低碳”经济的发展要求,受到了人们的高度重视。超级电容器的核心是电极材料。 新兴的石墨烯二维单层原子碳材料因具有大的比表面积、优异的导电性、高的机械强度,被认为是理想的超级电容器电极材料。化学方法制备的氧化石墨烯具有良好的成膜性,可用于制备“石墨烯纸”并进而应用于无支撑电极。 此外,氧化石墨烯上丰富的含氧官能团可用于锚定金属纳M粒子,形成石墨烯复合材料。本论文围绕石墨烯薄膜制备、修饰和电化学电容性质开展研究工作,发展了石墨烯/碳纳M管复合薄膜的溶液铸造制备方法,提出了水热还原制备石墨烯基复合薄膜的途径,并研究了所制备材料的电容性能,取得了以下的研究成果:1.利用氧化石墨烯良好的成膜性,通过溶液铸造方法,制备了氧化石墨烯薄膜和氧化石墨烯/碳纳M管复合薄膜。 然后通过200℃退火,得到了相应的石墨烯薄膜、石墨烯/碳纳M管薄膜。这种薄膜通过石墨烯层间相互作用结合,例如π-π堆积,以及范德华力等,因而能够在各种极性电解液中稳定存在。复合薄膜的比电容在70~110 F/g,并且因为其表面仍然存在着部分含氧官能团的作用,显示了一定的赝电容的特性,表明其作为超级电容器电极的潜质。2.通过抽虑法制备了氧化石墨烯/碳纳M管复合薄膜。在水热条件下,氧化石墨烯被水还原并实现自组装,重新构建成具有π-π堆积的网络状三维结

石墨烯常用计量单位及简介

石墨烯 一、常用的计量单位及含义 纯度（Purity）： wt% 【“wt%”是重量含量百分数（%）；wt是英文weight的简写。】 比表面积SSA（Special Surface Area）： m2/g 【比表面积是指单位质量物料所具有的总面积。单位是m2/g，通常指的是固体材料的比表面积，例如粉末、纤维、颗粒、片状、块状等材料。】 电导率(Conductivity)：S/m 【电导率，物理学概念，也可以称为导电率。在介质中该量与电场强度E之积等于传导电流密度J。对于各向同性介质，电导率是标量；对于各向异性介质，电导率是张量。生态学中，电导率是以数字表示的溶液传导电流的能力。单位以西门子每米（S/m）表示。电导率是用来描述物质中电荷流动难易程度的参数。】 振实密度（Tap Density）： mg/mL 【振实密度是指在规定条件下容器中的粉末经振实后所测得的单位容积的质量。振实密度或者说体积密度（在一些工业领域称为松装密度）定义为样品的质量除以它的体积，这一体积包括样品本身和样品孔隙及其样品间隙体积。堆积密度对于表征催化剂、发泡材料、绝缘材料、陶瓷、粉末冶金和其它工业生产品都是必要的。】 片径（Scale）：microns/μm 灰分（ASH）：wt% 【无机物，可以是锻烧后的残留物也可以是烘干后的剩余物。但灰分一定是某种物质中的固体部分而不是气体或液体部分。在高温时，发生一系列物理和化学变化，最后有机成分挥发逸散，而无机成分（主要是无机盐和氧化物）则残留下来，这些残留物称为灰分。】 体积电阻率（Volume Resistivity）：Ω?m 【体积电阻率，是材料每单位体积对电流的阻抗，用来表征材料的电性质。通常体积电阻率越高，材料用做电绝缘部件的效能就越高。通常所说的电阻率即为体积电阻率。,ρv=R v S/h式中，h是试样的厚度（即两极之间的距离）；S是电极的面积，ρv的单位是Ω·m（欧姆·米）】 中值粒径D(50)：4-6μm【D50：一个样品的累计粒度分布百分数达到50%时所对应的粒径。它的物理意义是粒径大于它的颗粒占50%，小于它的颗粒也占50%，D50也叫中位粒径或中值粒径。D50常用来表示粉体的平均粒度。】 方阻（方块电阻）：Ω/sq【在一长为l，宽w，高d（即为膜厚），此时L=l,S=w*d,故R=ρ*l/(w*d)=(ρ/d)*(l/w)。方块电阻R=ρ/d令l=w于是R=(ρ/d)，其中ρ为材料的电阻率，此时的R为方阻。蒸发铝膜、导电漆膜、印制电路板铜箔膜等薄膜状导电材料，衡量它们厚度的最好方法就是测试它们的方阻。什么是方阻呢？方阻就是方块电阻，指一个正方形的薄膜导电材料边到边“之”间的电阻，方块电阻有一个特性，即任意大小的正方形边到边的电阻都是一样的，不管边长是1米还是米，它们的方阻都是一样，这样方阻仅与导电膜的厚度等因素有关】 迁移率（Mobility）：cm2/V·s 【指单位电场强度下所产生的载流子平均漂移速度。它的单位是厘米2/（伏·秒）。迁移率代表了载流子导电能力的大小，它和载流子（电子或空穴）浓度决

蚀刻工艺之酸性氯化铜蚀刻液

目录 摘要 (1) 1设计任务书 (2) 1.1项目 (2) 1.2设计内容 (2) 1.3设计规模 (2) 1.4设计依据 (2) 1.5产品方案 (2) 1.6原料方案 (2) 1.7生产方式 (3) 2 工艺路线及流程图设计 (3) 2.1工艺路线选择 (3) 2.2内层车间工艺流程简述 (4) 3．车间主要物料危害及防护措施 (6) 3.1职业危害 (6) 3.2预防措施 (6) 4.氯酸钠/盐酸型蚀刻液的反应原理 (7) 4.1蚀刻机理 (7) 4.2蚀刻机理的说明 (8) 4.3蚀刻中相关化学反应的计算 (8) 5．影响蚀刻的因素 (6) 5.1影响蚀刻速率的主要因素 (10) 5.2蚀刻线参数设计 (10) 6 主要设备一览表 (12) 7车间装置定员表 (13) 8投资表 (13) 9安全、环保、生产要求 (14) 致谢 (15) 参考文献 (16)

蚀刻工艺之酸性氯化铜蚀刻液 摘要：本文介绍了印制电路板制造过程中的酸性氯化铜蚀刻液，并对其蚀刻原理和影响蚀刻的因素进行了阐述。 关键词：印制电路板；酸性氯化铜；蚀刻； 分类号：F407.7 Brief principies to acid chlorination copper etching and factors analysis Chen yongzhou (Tutor:Pi-yan) (Department of Chemistry and Environmental Engineering, Hubei NormalUniversity , Huangshi ,Hubei, 435002) Abstract: In this paper acid chlorination etching solution was introduced. Meanwhile the etching principle and the factors affecting the etching rate been explain. Keywords: PCB;acid chlorination copper solution;etching

氮掺杂石墨烯作为锂离子电池负极材料的电化学性能

第7卷第6期 413 中国科技论文CHINA SCIENCEPAPER 2012年6月 氮掺杂石墨烯作为锂离子电池负极材料 的电化学性能 高云雷，赵东林，白利忠，张霁明，孔 莹 （北京化工大学碳纤维及功能高分子教育部重点实验室，北京 100029） 摘 要：以天然石墨为原料，通过氧化、快速热膨胀和超声分散制备石墨烯。将氧化石墨与三聚氰胺在氮气下950 ℃反应合成氮掺杂石墨烯。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)以及红外光谱(FTIR)、X射线能谱(XPS)等测试方法对氮掺杂石墨烯的形貌、结构进行分析。结果表明，该方法合成了薄层状氮掺杂石墨烯。 采用恒流充放电和循环伏安法等手段测试氮掺杂石墨烯、石墨烯和天然石墨作为锂离子电池负极材料的电化学性能，比较研究了三者用作锂离子电池负极材料的电化学性能，结果表明氮掺杂石墨烯负极材料具有优异的电化学能和独特的储锂机制。 关键词：氮掺杂石墨烯；石墨烯；锂离子电池；负极材料；电化学性能 中图分类号：O613.71；O646文献标志码：A 文章编号：2095－2783(2012)06－0413－5 Electrochemical performance of nitrogen-doped graphene as anode material for lithium ion batteries Gao Yunlei，Zhao Donglin，Bai Lizhong，Zhang Jiming，Kong Ying (Key Laboratory of Carbon Fiber and Functional Polymers, Ministry of Education, Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029, China) Abstract: Graphene sheets (GSs) have been prepared from natural flake graphite by oxidation, rapid expansion and ultrasonic treatment. Graphene oxide (GO) was further annealed at the presence of melamine at 950 ℃ and transferred into nitrogen-doped grapheme (N-GSs). The samples were characterized via scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Electrochemical performances of nitrogen-doped graphene, graphene and graphite as anode materials for lithium ion batteries were investigated using galvanostatic charge-discharge and cyclic voltammetry methods. It was found that the prepared N-GSs exhibited a relatively higher cycling stability and larger specific capacity compared with the pristine nature graphite and GSs. Cyclic voltammograms results indicate that the higher cycling stability may be associated with more structural defects during cycling. Key words: nitrogen-doped graphene；graphene；lithium ion batteries；anode material；electrochemical properties 收稿日期：2012-02-28 基金项目：国家自然科学基金资助项目(50672004)；国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目(2008AA03Z513) 作者简介：高云雷(1986－)，男，硕士研究生，主要研究方向：锂离子电池负极材料 通信联系人：赵东林，教授，主要研究方向：新型炭材料及其应用，dlzhao@https://www.sodocs.net/doc/541983885.html,

【CN109943850A】提高酸性蚀刻液再生回用率的系统及方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910318744.0 (22)申请日 2019.04.19 (71)申请人 惠州市臻鼎环保科技有限公司 地址 516055 广东省惠州市东江高新区东 兴片区东新大道106号东江创新大厦 内16楼1602室 (72)发明人 刘剑锋　高东瑞　李强　 (74)专利代理机构 北京国昊天诚知识产权代理 有限公司 11315 代理人 王华强 (51)Int.Cl. C23F 1/46(2006.01) C25C 1/12(2006.01) C25C 7/00(2006.01) (54)发明名称提高酸性蚀刻液再生回用率的系统及方法(57)摘要本发明揭示一种提高酸性蚀刻液再生回用率的系统，其包括蚀刻产线、电解装置、添加装置、再生液调配装置以及再生液ORP提升装置，蚀刻产线的富铜酸性蚀刻废液经电解装置电解后成氯气和贫铜电解清液，贫铜电解清液与蚀刻产线的低ORP酸性蚀刻液混合形成再生酸性蚀刻液，再生液ORP提升装置对酸性蚀刻液进行逆流喷射，并与氯气碰撞，获得高ORP酸性蚀刻再生液再返回蚀刻产线；本发明还揭示了一种提高酸性蚀刻液再生回用率的方法。本申请通过再生液ORP提升装置的设置，获得高ORP酸性蚀刻再生液再返回蚀刻产线，以提高蚀刻产线上酸性蚀刻液的ORP，替代了传统蚀刻产线添加氧化剂与盐酸的方式，提高了蚀刻废液的再生回用率，降低了 化学剂的使用和废水的排放。权利要求书2页 说明书8页 附图2页CN 109943850 A 2019.06.28 C N 109943850 A

电化学再生酸性氯化铜蚀刻液及其石墨毡阳极修饰探讨

电化学再生酸性氯化铜蚀刻液及其石墨毡阳极修饰探讨 发表时间：2019-09-21T14:42:34.970Z 来源：《基层建设》2019年第19期作者：刘军 [导读] 摘要：本文主要针对酸性氯化铜的蚀刻液电化学方法再生与石墨毡的阳极修饰进行综述分析，望能够为相关专家及学者对这一课题的深入研究提供有价值的参考或者依据。 惠州市臻鼎环保科技有限公司广东惠州 516000 摘要：本文主要针对酸性氯化铜的蚀刻液电化学方法再生与石墨毡的阳极修饰进行综述分析，望能够为相关专家及学者对这一课题的深入研究提供有价值的参考或者依据。 关键词：电化学；再生；酸性；氯化铜；蚀刻液；石墨毡；阳极修饰； 前言： 酸性氯化铜的蚀刻液，以氯化铜及盐酸酸性的蚀刻液体为主要成分，被广泛应用在电路板印刷蚀刻当中。为更好地实现酸性氯化铜的蚀刻液当中阳极电化学的活性能够有效提升，本文结合国内外相关文献资料，详细描述了性氯化铜的蚀刻液电化学方法再生与石墨毡的阳极修饰，具体阐述如下： 1、蚀刻液电化学方法再生 1.1 常用电解处理方法 常用电解处理方法，是以小阴极及大阳极的配置为基础，阳极等同于阴极液，均属于蚀刻废液，在实现再生期间防止阴极区域Cu+被迁移至阳极区域，重新被氧化成为Cu2+。酸性蚀刻液的再生与铜的回收装置，把阴/阳级若干块电解板，放置在阳极与阴极的电极板中间，促使若干个电解槽形成，电解效果得以增强。在有着阴阳两极电解板所在阳极面层包覆好一层粘附促进剂纺织布，经电化学的反应，在其电解槽的阴极部分沉积铜，经电解处理后余液导致搅拌装置当中，调整后获取再生子液，整个电解处理期间排放大量氢气及氯气，均导致专门废气的处理器内实施集中处理操作。常用电解处理方法，因阴阳极的面积不够均等，导致电流密度处于不一致分布状态，促使电位呈不均匀分布状态，难免防止阳极上Cl2被析出，电流实际效率极低。如果运用同等面积阴阳极的配置，在电解再生处理期间会有大量氢气、氯气产生，需使用专门废气处理的装置，设备负担增加，不利于操作，且安全性较低，不利于成本控制。 1.2 离子膜的电解处理方法 离子膜的电解处理方法，它是以阳/阴离子的交换膜为基础，分离阳极液及阴极液，阳极液作为实际所需再生酸性的蚀刻废液，而阴极液则当成蚀刻废液，亦或者是经稀释了一定倍数蚀刻废液，用来沉淀回收在PCB蚀刻期间多余铜。电解再生处理装置，由电解池3个并排构成电解槽，两侧为阳极室，酸性的蚀刻废液即为阳极液，阴极室为中间部分，阴极室、阳极室相互间设封闭循环的通道，以空巢该阴极液实际所含铜的浓度，以25g/L为宜，避免沉积铜遭到蚀刻溶解，阴阳极室均采用Nafion阳离子的交换膜予以隔开处理。内设辅助槽2个，各为阳极液及阴极液的小循环，阴极室、阳极室的排放口、蚀刻机应连接好，以把控好铜的总含量。经电解处理后，阴极上所沉淀出的粉末状金属铜，因酸自阳极液当中逐渐扩散至阴极液内，仅需定时做出调整便可获取再生蚀刻液，其阳极实际再生率为95%，阴极提取铜的效率为75%。该离子膜的电解处理方法，不但可分隔好阴极液、阳极液，还能够高效化控制离子的迁移。 1.3 隔膜电解处理方法 再生处理装置内设电解槽2个，阴极区域，首个电解槽把蚀刻废液当中多数Cu2+均转化成Cu+，第二个的电解槽把Cu+沉积在转换成可供出售片状的铜。两个槽殃及区域均实现了Cu+逐渐氧化成Cu2+该反应状况。此种处理操作方法具备较高效率，可实现间歇性地操作，因多数Cu+均会出现逐渐氧化成Cu2+该反应状况，导致沉积金属铜并不容易遭到蚀刻溶剂，处于停机状态下，并不需要将阴极去除，但需防止Cu+重新被氧化成为Cu2+，应通过氮气的密封处理，但设备总体控制难度系数会有所增加。通过电解处理方法应用于阴极所产生氮气再生处理蚀刻液这一方法，因此种方法再生期间会有大量氮气被析出，需在完全封闭的体系内部完成，对于设备安全方面有着较高性能标准，并不符合于先进环保方法需求。 2、石墨毡的阳极修饰 2.1 石墨毡的电极金属修饰 石墨毡所在表面位置所沉积金属的氧化物及金属，对石墨毡相应电化学的活性可起到增强作用，常用沉积法包含着溶液侵蚀处理方法、离子蚀刻处理方法、离子交换处理方法等。离子交换处理方法具体使用期间，经氧化处理后，该石墨毡所在表面金属做好金属修饰处理，如负载好In、Pt、Pd、Au、Te、Mn等各种金属基团，测试经修饰处理之后，电极应用在全钒液流的电池电极过程中各项性能，其测试结果表明，Pt、In、Mn、Te等经修饰处理后石墨毡，可用作全钒液流的电池，具备良好应用效果，运用In做好修饰处理之后，电极所变现出最高电化学的活性反应。把经热处理过后石墨毡的电极浸泡于氯铱酸的溶液当中，经450℃空气环境中加热处理，获取铱单质性修饰碳毡电极。经修饰处理后碳毡电极，其针对于全钒液流的电池处于正极反应状态下，可表现出良好电化学的催化活性。借助铱修饰石墨毡，并组装成全钒液流的电池期间，电池电压效率得以显著提升，电池内阻有所降低。即便金属铱及铱氧化物经修饰处理后，碳毡电极自身针对于钒电池正极的反应有着一定催化的作用，但因其价格高，实际应用范围相对较小。 2.2 石墨毡的电极含氧官性能团修饰 围绕着石墨毡的电极实施酸/热处理及电化学的处理过后，石墨毡自身电极的纤维表面实际所含氧的官能团明显增加，经含氧的官能团及溶液内金属离子产生耦合作用，石墨毡自身电极电化学的活性能够得以有效增强。经XPS测试操作后可发现，其羧基的官能团实际数量与羟基相比相对较多一些，经修饰处理过后，该石墨毡自身电极的亲水性、电化学的活性均显著提升。 2.3 石墨毡的电极作为碳/碳复合性材料 以质子膜Nafion交换膜为粘结剂，把将羧基化碳纳米管的纤维经物理方法粘附至石墨毡的纤维表面上，配合使用全钒液流的电池阳极，经测试研究结果发现，该石墨毡的电极与表面积相比呈增加趋势，羧基化碳纳米管促使电极总含阳的官能团显著增长，促使该石墨毡自身电极对于钒离子电化学的活性得以增强。 2.4 石墨毡的电极含氮官性能团修饰 把该石墨毡自身电极表面所含氮的官能团适当增加，能够促使碳纤维所在表面处电子的云空穴增加，金属离子可实现在碳纤维当中有效耦合，金属离子及电极之间可实现有效传递，电极自身电化学的活性得以有效提升。该石墨毡的电极处于180℃条件下实施水热氨化的处

电化学法制备石墨烯

电化学法制备石墨烯 石墨烯（Graphene，GN）是由sp2杂化C原子组成的具有蜂窝状六边形结构的二维平面晶体。石墨烯独特的结构特征使其具有优异的物理、化学和机械等性能，在晶体管太阳能电池传感器、锂离子电池、超级电容器、导热散热材料、电发热膜、场发射和催化剂载体等领域有着良好的应用前景。石墨烯的制备方法对其品质和性能有很大影响，低成本、高品质、大批量的制备技术是石墨烯能得到广泛应用的关键。现有制备石墨烯的方法有很多，包括机械剥离石墨法、液相剥离法、溶剂热合成法、化学气相沉积法、外延生长法和电化学法等。其中，电化学方法因其成本低、操作简单、对环境友好、条件温和等优点而越来越受到人们的关注。据最新研究报道，通过电化学方法制备的石墨烯可以达到克量级，这为石墨烯的工业化生产带来了曙光。 电化学制备技术则是通过电流作用进行物质的氧化或还原，不需要使用氧化剂或还原剂而达到制备与提纯材料的目的，具有生产工艺简单、成本低、清洁环保等优点，已在冶金、有机与聚合物合成、无机材料制备等方面得到广泛应用。而且通过电化学电场作用，可以实现外在电解液离子（分子）对一些层状材料的插入，如锂离子电池石墨负极充电时就是锂离子在石墨层间的插入及石墨层间化合物的电化学制备。根据电化学原理主要有两种路线制备石墨。 1、通过电化学氧化石墨电极可得氧化石墨烯，再通过电化学还原以实 现电化学或化学氧化的氧化石墨烯的还原而得到石墨烯材料。 2、采用类似液相剥离，但施以电场力作用驱动电解液分子以电化学方式直接对石墨阴极进行插层，使石墨层间距变大，层间范德华力变弱，以非氧化方式直接对石墨片层进行电化学剥离制备得到石墨烯。 电化学法制备石墨烯的优势主要为：1）与普通化学氧化还原法相比，不需要用到强氧化剂、强还原剂及有毒试剂，成本低，清洁环保；2）通过电化学方式，在氧化时可以更多地以离子插入方式剥离而减少氧化程度降低对石墨烯结构的破坏，电化学还原时则能更彻底还原，因此制得的石墨烯具有更好的物理化学性质；3）以石墨工作电极为阴极进行非氧化直接剥离时，石墨片层结构没有受到破坏，可以得到与液相或机械剥离法一样高品质的石墨烯片，但因为电化学的强电场作用，比单纯的溶剂表面作用力或超声作用力要大得多，剥离的效率更高，与液相或机械剥离法相比，电化学剥离易实现高品质石墨烯批量制备；4）电化学制备过程中，电流与电压很容易精确控制，因此容易实现石墨烯的可控制备与性能调控，而且电化学法工艺过程与设备简单，容易操作控制；5）与CVD 及有机合成法相比，电化学法采用石墨为原料，我国石墨产量居世界前列，原料丰富成本低廉，不需要用到烯类等需大量进口的高价石化原料。 一、石墨阳极氧化剥离制备石墨烯 阳极氧化剥离制备石墨烯就是将石墨作为阳极，电源在工作时电解质中的阴离子向阳极移，进而进入阳极石墨导致石墨被插层而体积膨胀，当阳极石墨的体积增加到一定程度时，就会由于层间范德华作用力的减小而最终从块体上脱落下来，形成层状具有一定含氧官能团的石墨烯或氧化石墨烯（包括单层和2~10层的少层氧化石墨烯）。石墨由于电化学氧化和酸性阴离子的插层导致表面体积剧烈膨胀，这种现象在很早之前就有报道。近年来提出了电化学法阳极氧化石墨制备石墨烯的机理，在进行电化学反应时电解液中的阴离子会向阳极迁移，由于石