室温离子液体中金的电沉积研究

论文摘要

本论文首先采用两步合成法合成了1—丁基—3—甲基咪唑四氟硼酸盐（[bmim]BF4）和1—丁基—3—甲基咪唑六氟磷酸盐（[bmim]PF6）两种离子液体，并用IR、1HNMR和13CNMR对其进行表征。用循环伏安法研究了[bmim]BF4、[bmim]PF6的电化学活性。其次研究了在1—丁基—3—甲基咪唑四氟硼酸盐（[bmim]BF4）和1—丁基—3—甲基咪唑六氟磷酸盐（[bmim]PF6）两种室温离子液体中，以铜片、镍片为基质金属电沉积金的可能性。结果表明：在上述两种离子液体中，以氯化三苯基膦合金（Au（PPh3）Cl）为主盐，控制合适的反应条件，可以在非惰性电极铜、镍的表面得到光亮的金镀层。通过扫描电子显微镜（SEM）对镀层的微观形貌和成分进行了表征。探讨了温度、金盐含量以及电流密度等条件对镀层的影响。通过对离子液体中电沉积金的研究，试图对传统的镀金工艺有所改进，开发一种新型的电镀金方法；离子液体的使用，符合绿色化学的发展要求，体现绿色、环保的特点。因此，本论文的研究在理论上和实际应用方面均有一定的意义。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一部分 绪论
• 1.1 离子液体概述
• 1.1.1 离子液体的研究进展
• 1.1.2 离子液体的组成及分类
• 1.1.3 离子液体的结构和性能
• 1.1.3.1 熔点
• 1.1.3.2 溶解性
• 1.1.3.3 热稳定性
• 1.1.3.4 密度
• 1.1.3.5 酸碱性
• 1.1.3.6 粘度
• 1.1.3.7 导电性和电位窗
• 1.1.3.8 与一般溶剂的比较
• 1.2 金属电沉积概述
• 1.2.1 电镀的基本概念
• 1.2.2 金属离子阴极还原的可能性
• 1.2.3 金属电沉积的发展
• 1.3 室温离子液体在电沉积中的应用
• 1.3.1 离子液体作为电解液与传统溶剂的区别
• 1.3.1.1 离子液体与水溶液的比较
• 1.3.1.2 离子液体与有机电解液的比较
• 1.3.1.3 离子液体与高温熔盐电解质的比较
• 1.3.2 在离子液体中电沉积金属或半导体的研究现状
• 1.4 本课题研究的背景、目的及意义
• 第二部分 离子液体的合成及表征
• 2.1 合成方法概述
• 2.1.1 直接合成法
• 2.1.2 两步合成法
• 2.2 实验试剂
• 2.3 实验仪器及装置图
• 2.3.1 实验主要仪器
• 2.3.2 实验装置图
• 2.4 离子液体的合成
• 2.4.1 溴化1—甲基—3—丁基咪唑（[bmim]Br）的合成
• 2.4.1.1 反应原理
• 2.4.1.2 实验步骤
• 2.4.1.3 结果与讨论
• 4）的合成'>2.4.2 1—甲基—3—丁基四氟硼酸盐（[bmim]BF₄）的合成
• 2.4.2.1 反应原理
• 2.4.2.2 实验步骤
• 6）的合成'>2.4.3 1—甲基—3—丁基六氟磷酸盐（[bmim]PF₆）的合成
• 2.4.3.1 反应原理
• 2.4.3.2 实验步骤
• 2.5 离子液体的表征
• 2.5.1 红外光谱分析（IR）
• 2.5.2 元素分析
• 1HNMR、¹³CNMR)'>2.5.3 核磁光谱分析(¹HNMR、¹³CNMR)
• 1HNMR分析'>2.5.3.1¹HNMR分析
• 13CNMR分析'>2.5.3.2¹³CNMR分析
• 4,[bmim]PF₆的电化学活性'>2.6 循环伏安法研究[bmim]BF₄,[bmim]PF₆的电化学活性
• 2.7 结论
• 第三部分 室温离子液体中金的电沉积研究
• 3.1 金盐的合成
• 3.1.1 实验试剂
• 3.1.2 实验主要仪器
• 3.1.3 金盐的合成
• 3.2 镀前处理
• 3.2.1 仪器和药品
• 3.2.2 镀前处理工艺流程
• 3.2.3 其余有关金属的处理
• 4体系镀金工艺研究'>3.3 离子液体[bmim]BF₄体系镀金工艺研究
• 3.3.1 仪器和试剂
• 3.3.1.1 仪器
• 3.3.1.2 实验试剂及材料
• 3.3.2 镀液组成及条件
• 3.3.3 实验结果与讨论
• 3.3.3.1 实验条件的影响
• 3.3.3.1.1 主盐的选择
• 3.3.3.1.2 电压
• 3.3.3.1.3 温度
• 3.3.3.1.4 金盐含量
• 3.3.3.1.5 电流密度
• 3.3.3.2 对镀层的分析
• 3.3.3.2.1 镀层表面形貌及能谱分析
• 3.3.3.2.2 镀层的X射线衍射分析
• 3.3.4 小结
• 6体系镀金工艺研究'>3.4 离子液体[bmim]PF₆体系镀金工艺研究
• 3.4.1 仪器和试剂
• 3.4.1.1 仪器
• 3.4.1.2 实验试剂及材料
• 3.4.2 镀液组成及条件
• 3.4.3 实验结果与讨论
• 3.4.3.1 实验条件的影响
• 3.4.3.1.1 温度
• 3.4.3.1.2 电流密度
• 3.4.3.1.3 电压
• 3.4.3.1.4 施镀过程中的搅拌方式及搅拌速率
• 3.4.3.1.5 施镀时间
• 3.4.3.2 镀层表面形貌及能谱分析
• 3.4.4 小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间本人工作成果
• 致谢
• 详细摘要