[發明專利]一種利用離子液體低溫電沉積銀的方法

無效

• 申請號: 201210563630.0
• 申請日: 2012-12-22
• 公開（公告）號: CN103046081A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 馬梅彥
• 申請（專利權）人: 彩虹集團公司
• 主分類號: C25C3/34
• 分類號: C25C3/34
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

技術領域

本發明涉及一種利用離子液體低溫電沉積銀的方法。

背景技術

納米材料由于其獨特的物理、化學性質及廣闊的應用前景，已成為人們研究的熱點。金屬納米材料在電學、磁學、力學等方面有顯著的物理和化學特性，具有廣泛的應用前景。納米銀作為重要的功能材料，已廣泛應用于陶瓷材料、環保材料和涂料等許多領域。盡管目前已經有多種制備納米微粒的方法，但是隨著人們環境意識的提高，綠色化學概念的提出，研究無污染、能耗低、方法簡便的納米微粒的制備方法依然是人們追求的目標。最近，在室溫離子液體介質中制備納米材料的方法開始有文獻報導。研究表明，離子液體在納米材料的制備中可以重復利用，能夠降低制備成本，可望實現綠色化學制備。

離子液體是一種完全由離子構成的室溫融鹽，通常由幾何結構不對稱的有機陽離子和無機或有機陰離子組成。與傳統溶劑相比，離子液體具有化學熱穩定性高、不可燃、蒸氣壓低、電導率高、毒性小、電化學窗口寬等特性。離子液體在室溫下即可得到在高溫熔鹽中才能電沉積得到的金屬，但是又沒有高溫熔鹽那樣的強腐蝕性。

發明內容

本發明的目的是提供一種操作溫度低、能耗少、對設備腐蝕性小的利用離子液體低溫電沉積銀的方法。

一種利用離子液體低溫電沉積銀的方法，其特別之處在于，包括如下步驟：以無水氯化銀為原料，離子液體為電解質，先將氯化銀完全溶解在其中，再采用直流電源進行電沉積，電沉積時槽電壓高于氯化銀分解電壓而低于離子液體的電化學窗口，從而在陰極上生產出銀，陽極上放出氯氣。

其中離子液體是以烷基咪唑鹽、烷基吡啶鹽、烷基吡咯鹽、烷基季銨鹽、烷基季膦鹽、氟代烷基咪唑鹽、氟代烷基吡啶鹽、氟代烷基吡咯鹽、氟代烷基季銨鹽和氟代烷基季膦鹽任選其一作為陽離子，與以Cl^-、AlCl₄^-、BF₄^-、PF₆^-、NO₃^-、N(CF₃SO₂)^-和CF₃SO₃^-之間任選其一作為陰離子，組成的一種純離子液體或者兩種及以上的混合離子液體。

其中電沉積采用直流電沉積方式，用高純石墨或金屬銅為陽極，固體銀為陰極，陰極電流密度控制在5～100A/m²，槽電壓控制在1.0～3V，極距控制在15～60mm，電解溫度控制在25～150℃。

其中電解槽中陰極與陽極均為垂直排列，電極表面相互平行，并且在槽體內至少設有一組以陽極、陰極、陽極方式排列的電極。

其中氯化銀和離子液體的用量為能使氯化銀完全溶解在離子液體中的任意配比。

本發明提供了一種利用離子液體低溫電沉積生產金屬銀的方法。該方法以氯化銀(AgCl)為原料，將AgCl溶解到離子液體中，配制成離子液體-AgCl電解液，進行電沉積。電沉積過程中，槽電壓要高于氯化銀的分解電壓，而低于離子液體的電化學窗口，陰極上生產銀，陽極上放出氯氣。離子液體質量輕、無毒、無揮發性、無可燃性、導電性良好、熱穩定性高、熔點低、沸點高、電化學窗口寬，能夠減緩對電極材料和槽襯的腐蝕，并可循環利用。

具體實施方式

本發明的方法是針對目前工業電沉積生產銀存在的一些問題，如高能耗、對環境不友好、腐蝕設備，成本大、污染環境等問題，提出一種利用離子液體進行電沉積生產銀。該方法操作溫度低、能耗少、對設備腐蝕性小，將大大降低生產成本。