[發(fā)明專利]一種離子液體電鍍鉻鍍液的制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111247176.3
• 申請日: 2021-10-26
• 公開（公告）號: CN114059117B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王宏濤;徐奪花
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)杭州國際科創(chuàng)中心
• 主分類號: C25D3/66
• 分類號: C25D3/66
• 代理公司: 杭州裕陽聯(lián)合專利代理有限公司 33289
• 代理人: 周云

本發(fā)明公開了一種離子液體電鍍鉻鍍液的制備方法和應(yīng)用，包括如下步驟：鋁絲進行前處理；制備AlClsubgt;3/subgt;?EMIC堿性離子液體，加入CrClsubgt;2/subgt;和/或CrClsubgt;3/subgt;使Cr元素濃度為0.1?0.45mol/L，加入前處理的鋁絲，充分靜置使三價鉻離子充分還原為二價鉻離子，得到含鉻鹽的AlClsubgt;3/subgt;?EMIC堿性離子液體；（3）制備得到AlClsubgt;3/subgt;?EMIC酸性離子液體；（4）往含鉻鹽的AlClsubgt;3/subgt;?EMIC堿性離子液體中加入AlClsubgt;3/subgt;?EMIC酸性離子液體，室溫攪拌使溶液中各離子反應(yīng)充分，得到呈微酸性的離子液體電鍍鉻鍍液。該制備方法簡單、經(jīng)濟、有效，制得的鍍液具有良好的穩(wěn)定性，用于電鍍鉻能有效避免氫脆。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種離子液體電鍍鉻鍍液的制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

電鍍鉻具有高硬度、耐磨、耐腐蝕的優(yōu)異性能及漂亮的金屬外觀，被廣泛應(yīng)用于汽車、儀器儀表、航空航天等重要緊固件的表面防護。

傳統(tǒng)水溶液電鍍鉻包括六價鉻電鍍和三價鉻電鍍。六價鉻劇毒致癌，對人類健康和環(huán)境的危害極大，正逐漸被三價鉻電鍍?nèi)〈Ｈ齼r鉻電鍍雖然毒性低，但由于陰極特性(析氫反應(yīng)劇烈且形成了羥橋聚合物或Cr(OH)₃膠體)使鍍層難以增厚，電流效率低。且上述兩種工藝均存在氫脆的問題，在高強度基體的應(yīng)用場合非常受限。

離子液體無水無氧，電化學(xué)窗口寬，導(dǎo)電性好，是一種綠色環(huán)保的電解質(zhì)。但目前離子液體電沉積鉻的研究幾乎全部采用結(jié)晶水鉻鹽，無法從根本上避免氫脆。因此，亟需開發(fā)一種有效避免氫脆的離子液體電鍍鉻方法。Ali等[Electrodeposition?of?aluminum-chromium?alloys?from?AlCl3-BPC?melt?and?its?corrosion?and?high?temperatureoxidation?behaviors,Electrochimica?Acta,Vol.42.No.15.pp.2347-2354.1997]在AlCl₃-BPC體系實現(xiàn)了鉻原子比達94％的鉻鍍層，但該鍍液采用99.99％CrCl₂為鉻鹽，成本高，且二價鉻很不穩(wěn)定，容易被氧化成三價，導(dǎo)致鍍液的穩(wěn)定性較差。

AlCl₃-EMIC離子液體黏度低，且隨著AlCl₃和EMIC摩爾比的不同，該體系的陰離子種類會發(fā)生變化，進而使得該體系具有可調(diào)控的路易斯酸堿度。因此，該離子液體是目前應(yīng)用最廣泛的一類離子液體。本發(fā)明發(fā)現(xiàn)，無水CrCl₂和CrCl₃都可以溶解于堿性AlCl₃-EMIC但不能實現(xiàn)鉻的電沉積；CrCl₃在酸性AlCl₃-EMIC中不溶；CrCl₂可以溶解于酸性AlCl₃-EMIC且能實現(xiàn)鉻的電沉積，但由于CrCl₂非常不穩(wěn)定，容易被氧化成三價鉻形成沉淀析出，導(dǎo)致鍍液的穩(wěn)定性較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的第一個技術(shù)問題是提供一種簡單、經(jīng)濟、有效的離子液體電鍍鉻鍍液的制備方法，該方法制得的鍍液具有良好的穩(wěn)定性。

本發(fā)明要解決的第二個技術(shù)問題是提供離子液體電鍍鉻鍍液在鍍鉻中的應(yīng)用。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明提供了一種離子液體電鍍鉻鍍液的制備方法，包括如下步驟：

(1)鋁絲進行前處理；