發(fā)布時(shí)間：2018-04-09 04:26

  本文選題：離子液體　切入點(diǎn)：電沉積　出處：《天津大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：工業(yè)電解鋁采用高溫熔鹽體系制備,其缺點(diǎn)是高能耗和高污染。離子液體中電沉積鋁可在室溫下獲得鋁鍍層,且鍍液無污染,因而成為研究熱點(diǎn)。本文在離子液體氯化1-丁基-3-甲基咪唑-無水氯化鋁([BMIM]Cl-AlCl3)體系中,采用直流電沉積及恒電流脈沖沉積法在紫銅基體上獲得鋁鍍層。通過正交試驗(yàn)確定了離子液體中電沉積鋁的最佳工藝。采用掃描電子顯微鏡(SEM)和X射線衍射儀(XRD)對(duì)鍍層的形貌和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了測(cè)試;并采用X射線光電子能譜(XPS)和熱重分析(TGA)對(duì)獲得鍍層的元素組成和熱穩(wěn)定性進(jìn)行了分析。離子液體[BMIM]Cl-AlCl3中電沉積鋁的最佳工藝條件為:[BMIM]Cl與AlCl3的摩爾比為1:2,電流密度20-25mA/cm2,鍍液溫度為50-55℃,添加劑的含量為5mL/L。SEM測(cè)試表明,最佳工藝下電沉積獲得的鋁鍍層均勻致密,表面顆粒細(xì)小;XRD測(cè)試結(jié)果表明,獲得的鋁鍍層為面心立方結(jié)構(gòu),平均晶粒尺寸約55 nm。能譜分析和XPS分析表明,鋁鍍層在空氣中易氧化,鍍層表面鋁質(zhì)量百分含量為84.12%,氧質(zhì)量百分含量為15.88%。研究了離子液體[BMIM]Cl-AlCl3中,鋁在銅電極上的電結(jié)晶成核機(jī)理。計(jì)時(shí)電流法研究結(jié)果表明,鋁在銅電極上的沉積符合電化學(xué)極化控制的三維瞬時(shí)成核機(jī)理。采用恒電流脈沖法研究了離子液體中鋁在銅基體上的電沉積。研究了不同占空比、循環(huán)周期和脈沖寬度對(duì)鍍層形貌的影響。結(jié)果表明,占空比、循環(huán)周期和脈沖寬度對(duì)鍍層的表面形貌存在明顯影響。占空比越小,鍍層結(jié)晶顆粒越細(xì)小;當(dāng)循環(huán)周期由20次增加到120次時(shí),鍍層顆粒明顯變大;當(dāng)脈沖寬度從10 s變?yōu)? s時(shí),鍍層結(jié)晶細(xì)致,表面均勻平整。為克服二次陽極氧化法制備陽極氧化鋁(AAO)模板電極工藝復(fù)雜的缺點(diǎn),本論文設(shè)計(jì)出制備直接貫通導(dǎo)電的AAO模板電極的方法,簡(jiǎn)化了AAO模板電極的制備工藝。
[Abstract]:The electrodeposition of aluminium on copper electrode was studied by means of scanning electron microscope ( SEM ) and X - ray diffraction ( XRD ) .

【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TQ153.1

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本文編號(hào)：1724855