乙酰胺型离子液体在铝电沉积中应用研究.docVIP

乙酰胺型离子液体在铝电沉积中的应用研究 郑勇1，郑永军1，武卫明1，张华云2，严贤贤1 （1.安阳工学院 化学与环境工程学院河南安阳 455000 关键词：铝；乙酰胺；离子液体；电沉积 中图分类号：O646.5；TQ15 文献标志码：A 文章编号：1007-7545（2017）09-0000-00 Application of Acetamide-based Ionic Liquid in Aluminum Electrodeposition ZHENG Yong1, ZHENG Yong-jun1, WU Wei-ming1, ZHANG Hua-yun2, YAN Xian-xian1 （1. Department of Chemical and Environmental Engineering, Anyang Institute of Technology, Anyang 455000, Henan, China; 2. Anyang River Management Office, Anyang 455000, Henan, China） Abstract：Acetamide-based ionic liquid was synthesized by mixing acetamide and anhydrous aluminum chloride at room temperature. The results of cyclic voltammograms show that aluminum could be electrodeposited from this ionic liquid. Electrodeposition process is quasi-reversible and mainly influenced by mass diffusion and kinetic limitations. Temperature and current density has significant influence on surface morphology of aluminum. The preferred crystallographic orientation of crystals is (200) on electrode. Compared with traditional methods, this process has advantages of easy operation, high chemical stability, and high efficiency. Key words：aluminum; acetamide; ionic liquid; electrodeposition 自19世纪以来，铝的生产主要通过霍尔埃鲁法进行。该技术已经较为成熟，但也存在着温度高、能耗大、污染严重和产品质量低等缺点[1]。为了解决上述问题，电解铝工业在不断地探索寻找新的方法，使之能够提高铝的产量，降低生产成本，减少电能消耗，同时还要改善劳动环境和条件。，开发新型的低温电解质。 本文从上述背景出发，通过乙酰胺和无水氯化铝混合反应获得了新型离子液体，并根据循环伏安测试研究了铝的电化学反应过程。在此基础上，系统考察了温度、电流密度等试验条件对铝沉积物形貌和晶型的影响，进一步分析了晶体的生长规律，筛选出最佳的反应条件。 1 试验 1.1 试验原料 乙酰胺、无水氯化铝、丙酮、无水乙醇、盐酸、硫酸为分析纯基金项目：国家自然科学基金安阳市科技发展计划项目 作者简介：1983-），，人，JSM-6700F）、能谱仪（XL30 S-FEG）和X射线衍射仪（X’Pert Pro MPD）进行表征。电沉积过程由磁力搅拌器加热控温（RCT basic）。真空干燥过程在真空干燥箱（DZF-6020）中进行。离子液体的纯度、水含量由元素分析仪Vario EL cube）、高效液相色谱仪（Agilent，1100）、卡尔费休测定仪787 KF Titrino）测定。 1.3 试验方法及流程 1）离子液体的合成 室温下，在手套箱中将1 mol乙酰胺与1.5 mol无水氯化铝缓慢混合，经过搅拌反应后得到透明均一的溶液。然后，将产物放入真空干燥箱中，于?0.1 MPa、333 K下干燥一天，冷却至室温后取出，最后得到淡黄色液体。产物质量纯度高于99.5%，水含量低于50×10-6。 2）电化学试验 所有电化学试验均通过电化学工作站为了研究铝在离子液体中的电化学反应规律，首先对体系进行了循环伏安测试。如图1所示，?0.5~0.8 V的电位区间内，离子液体的循环伏安曲线均包含了一对氧化和还原电流峰这反映出铝