尿素-NaBr低温熔盐中Fe^(2+)和Sm^(3+)的电化学行为及其诱导共沉积

利用循环伏安法、计时电位法和计时电流法 ,研究了尿素$CNaBr熔盐中Fe2 +在Pt,Cu ,Ag及Ti电极上的电化学行为 ,获知Fe2 +电还原为金属铁是一步不可逆过程 ,扩散系数为 2 74× 10 - 6cm2 ·s- 1 ,交换电流密度为 2 6 8× 10 - 5A·cm- 2 。使用循环伏安曲线和断电后的放电曲线研究熔体中Sm3 +的电化学行为 ,表明Sm3 +难以单独沉积 ,但通过加入Fe2 +可以诱导其共沉积。在Cu基体上进行恒电位和恒电流电解 ,得到Sm含量高于 90 % (质量分数 )的Sm Fe合金膜 ;发现Sm含量与阴极电位、电流密度以及SmCl3 /FeCl2 的摩尔比有关。

现场表面拉曼光谱研究Fe-Mo合金诱导共沉积

现场表面拉曼光谱结果显示，在0．2mol·L-1Na2MoO4,pH＝4．0的溶液中，电位正于0．5V（vsSCE）时只观察到多钼酸盐的拉曼峰（940、880和450cm-1）．负于-0．5V时，出现中心位于730cm-1的宽峰．同时电极表面有蓝色膜生成．表明混合氧化态（MO（Ⅳ），MO（Ⅴ））氧化膜的形成．730cm-1的峰在-1．9V时仍然存在，说明氧化膜没有被进一步还原．在钼酸钠溶液中同时含有0．1mol·L-1FeSO4和0．2mol·L-1柠檬酸时，中间态氧化膜的拉曼峰的中心移到740cm-1．且峰强度随着电位从-1．3V负移到-1．9V而逐渐减弱并最终消失．电极表面沉积层呈银白色，说明由于Fe2+的存在，钼的中间态氧化膜的结构发生了变化，能够被进一步还原形成Fe－Mo合金，表现出诱导共沉积的特征．

乙酰胺-尿素-NaBr熔体中Ce^(3+)和Ni^(2+)的电化学行为及其诱导共沉积

在353K的乙酰胺-尿素-NaBr熔体中,Ni(Ⅱ)一步不可逆还原为金属Ni,测得在Pt电极上α为0.27,D0为4.65×10-5cm2.s-1.该条件下Ce(Ⅲ)不能单独还原为Ce,但可以被Ni(Ⅱ)诱导而共沉积.由恒电位电解法得到Ce-Ni合金,Ce的含量随阴极电位的负移,Ce(Ⅲ)/Ni(Ⅱ)摩尔比增大及电解时间延长而增大,最大可达32.76%.

低温熔盐中Ni(Ⅱ)、Co(Ⅱ)诱导稀土共沉积的电化学行为

在353K的乙酰胺-尿素-NaBr熔体中,利用循环伏安法,研究了Pt、Cu电极上,Ni(Ⅱ)和Co(Ⅱ)的电还原为金属是一步完全不可逆反应,测得乙酰胺-尿素-NaBr中,Ni(Ⅱ)在Pt上,传递系数α=0.27,扩散系数D0=6.51×10-5cm2.s-1,Cu上α=0.26,D0=6.02×10-7cm2.s-1.Co(Ⅱ)在Pt上,传递系数α=0.28,扩散系数D0=4.68×10-5cm2.s-1,Cu上α=0.28,D0=4.06×10-7cm2.s-1.上述熔体中,稀土RE(Ⅲ)不能单独还原为RE(0),但可以被Ni(Ⅱ)和Co(Ⅱ)诱导共沉积,合金膜由X-射线能谱(EDS)证实.

非晶态Ni-Ce-P合金的共沉积与耐蚀性能

采用恒电位沉积、循环状安等方法研究了在水溶液中电沉积稀土合金的可能性 ,首次在含有CeCl3的弱酸性NaH2 PO2 镀液中获得了不同铈含量的Ni Ce P合金镀层 ,XPS、AES、XRD和SEM等实验技术表征了镀层的组成和结构 ,极化电阻和腐蚀电位的测试数据表明此镀层与Ni P无定形合金相比 ,具有更强的耐腐蚀能力 ,同时 ,讨论了沉积条件与镀层耐蚀性能的关系 ,结论是 :镀层中铈含量越高 ,其耐腐蚀性能越好 ,此外还对Ni Ce P的共沉积机理进行了初步探讨 ,指出在所研究的电沉积条件下 ,Ni Ce P合金共沉积可以用“诱导共沉积理论”

模板法电化学共沉积Ni-Mo合金纳米线的研究

使用多孔阳极氧化铝模板, 电沉积制备了Ni-Mo合金纳米线. 用扫描电镜（SEM）和表面能谱（XPS）表征沉积物形貌和组成, 用伏安法研究了Ni-Mo合金纳米线的沉积条件及催化性能. 结果表明, Ni-Mo合金纳米线的直径在20～30 nm之间. Ni-Mo共沉积的伏安图上在-1.4 V（vs Ag/AgCl）左右出现一个扩散电流平台. 光电子能谱（XPS）表明, Ni-Mo合金纳米线的共沉积电位出现在-1.4 V以后, 大于这个电位钼以低价氧化物存在. Mo-Ni离子浓度比大于2时扩散电流平台消失. 柠檬酸盐浓度达到2～3倍镍盐浓度时, 扩散电流平台趋于稳定. 在较优条件下电沉积的Ni-Mo合金纳米线显示较高的析氢催化活性.

[MoO_4^(2-)]对Co-Mo共沉积机制及薄膜磁性能影响

从柠檬酸盐存在的酸性环境中电沉积制备了Co-Mo磁性薄膜.实验中固定电沉积条件,以循环伏安法和恒电位暂态法作为研究镀液中电化学响应的主要手段,研究了镀液中[MoO42-]对Co-Mo诱导共沉积机制的影响.结果显示:在酸性环境中,柠檬酸盐首先与钼酸盐形成络合物HrMoO4Cit[5-r],再生成钼氧化物.钴在镀液中主要是以CoHCit存在,CoHCit和钼氧化物同时从镀液中减少,最终达到共沉积,这主要取决于镀液中各离子的自身特性.薄膜磁性测量的结果表明:Co-Mo薄膜的易磁化轴平行于膜面.在与该轴平行方向上随镀液中[MoO42-]的增加,薄膜矫顽力(Hc//)增大,饱和磁化强度(Ms//)减小.镀液中[MoO42-]较低时,得到致密、光亮的Co-Mo磁性薄膜.

低共熔溶剂中电沉积制备钴-铈合金膜

利用恒电位技术在由氯化胆碱和尿素组成的低共熔溶剂中在铜基体表面制备了Co–Ce合金膜,用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射(XRD)对其进行表征。考察了电解液中金属离子浓度对合金膜的成分及形貌的影响。采用线性扫描伏安法、循环伏安法、电势阶跃计时电流法等电化学测量技术,研究了Co在铜电极上成核以及二元合金膜沉积的机理。结果表明,在Co^(2+)、Ce^(3+)的浓度分别为0.04 mol/L和0.03 mol/L的条件下以-1.09 V(相对于银电极)电解得到的合金膜表面结晶致密,Ce含量最高(其质量分数为3.3%),而Co含量为82.1%(质量分数)。Co的沉积过程基本符合三维连续成核机制,而Co–Ce合金膜的电沉积遵循诱导共沉积机制。

低温熔盐中电沉积Sm-Co合金膜及其磁性能

在353K的尿素-乙酰胺-NaBr-KBr熔体中,用恒电位电解法在Cu基片上制备了Sm-Co合金膜.利用循环伏安法研究了熔体的电化学行为.电化学实验结果表明,在Pt电极上,Co(II)+2e"Co(0)是一步完全的不可逆反应;测得CoCl2-尿素-乙酰胺-NaBr-KBr熔体中,Co(II)在Pt电极上的传递系数!=0.31,扩散系数D0=4.78×10-5cm2·s-1;Sm(III)难以单独沉积,但能被Co(II)诱导共沉积,在不同阴极电位下制备出不同Sm含量的非晶合金膜.用等离子发射光谱仪(ICP)检测薄膜成分,用SEM观察了薄膜的表面形貌结构,用XRD和振动样品磁强计(VSM)分析样品退火前后的晶相和磁性能变化特征.结果表明,在923K进行退火30s后Sm-Co薄膜由非晶转变为多晶结构,并以hcp晶相结构为主;退火和Sm含量对Sm-Co合金膜的磁性能有重要的影响.

电沉积制备Gd-Co合金膜的研究

在353K的乙酰胺-尿素-N aB r熔体中,P t、Cu电极上,Co(Ⅱ)+2e→Co(0)是一步完全不可逆反应,测得0.060m o l.L-1CoC l2-乙酰胺-尿素-N aB r中,Co(Ⅱ)在P t上,传递系数α=0.28,扩散系数D0=4.68×10-5cm2.-s 1,Cu上α=0.28,D0=4.06×1-0 7cm2.-s 1。G d(Ⅲ)不能单独还原为G d(0),但可以被Co(Ⅱ)诱导共沉积。由恒电位电解法得到非晶态的G d-Co合金,G d的含量随阴极电位的负移,G d(Ⅲ)/N i(Ⅱ)摩尔比增大以及电解时间延长而增大。

酰胺-尿素-NaBr熔体中电沉积Tb-Co合金的研究

在353K的乙酰胺 尿素 NaBr熔体中,Co(Ⅱ)一步不可逆还原为金属Co,测得α为0.23和D0为1.25×10-6cm2·s-1;Tb(Ⅲ)不能单独还原为Tb,但是可以被Co2+诱导而共沉积。由恒电位电解法得到非晶态的Tb Co合金;Tb的含量随阴极电位的负移、Tb3+ Co2+摩尔比增大及电解时间延长而增大,Tb的最大含量可达83.91wt%。Tb Co合金膜经高温晶化后用X射线衍射分析其组成为(TbCo3)12R。

尿素熔盐中Sm_xFe_(17)合金膜的电沉积及磁特性

在353K的乙酰胺-尿素-NaBr-KBr熔体中,用恒电位电解法在Cu基片上制备了Sm-Fe合金膜。利用循环伏安法研究其不同熔体组分下的电化学行为。在Pt电极上,Fe2++2e→Fe是一步完全不可逆反应;可测得在FeCl2-乙酰胺-尿素-NaBr-KBr熔体中的Fe2+传递系数α=0.39,扩散系数D0=7.55×10-5cm2·s-1。Sm3+难以单独沉积,但可以被Fe2+诱导共沉积,在不同阴极电位下制备出含Sm量各异的合金膜。通过等离子发射光谱仪(ICP)检测合金膜成分,用XRD分析了制备态合金膜的晶相结构,用扫描电镜(SEM)观测合金膜的表面形貌,用振动样品磁强计(VSM)测量了合金膜的磁性能。结果表明,制备态Sm-Fe合金膜为非晶结构,在773K退火30s后则变为多晶结构;合金膜中Sm含量随沉积电位负移而增加;退火和Sm含量对Sm-Fe合金膜的磁性能有重要影响。

乙酰胺-尿素-NaBr熔体中Gd-Co合金膜的电沉积研究

利用循环伏安法和恒电位电解法探讨了 3 5 3K时乙酰胺 尿素 (2 6.7% ,质量分数 ) NaBr(12 .0 % ,质量分数 )熔体体系中Gd Co合金膜的电化学制备。研究了沉积时的电流密度、时间、温度以及Gd(Ⅲ ) /Co(Ⅱ )浓度比对沉积膜质量的影响。结果表明 ,在乙酰胺 尿素 (2 6.7% ) NaBr(12 .0 % )熔体中 ,控制恰当的体系组成和沉积条件 ,均可得到表面均匀、附着力强、有金属光泽的灰黑色非晶态Gd Co合金膜 ,其中Gd的质量分数可达 4.92 %～ 85 .89% ,所得到的沉积膜通过SEM ,EDS和XRD进行了分析。

二甲基亚砜中电沉积钬钴合金的研究

研究了在二甲基亚砜中钬与钴的电解共沉积。测定循环伏安曲线获知钬钴共沉积的沉积电位较钴单独析出为负而较钬的析出为正 ,属于诱导共沉积类型。恒电位电解表明在一定浓度范围内电位是影响合金成分的主要因素 ,而镀液组成的影响较小。在 -1 8V下恒电位电解得到了均匀、致密的非晶态合金沉积层。

电沉积铁镍钨合金性能研究

钨合金沉积机理至今未得到合理的解释。采用循环伏安法研究了柠檬酸铵盐体系中电沉积铁镍钨合金的规律,分析了主盐浓度、pH值、电流密度、温度对铁镍钨合金镀层组分及阴极电流效率的影响。结果表明,在pH值恒定为8的条件下,镀层中钨和铁的含量受各因素影响的趋势是一致的,随溶液中铁盐、钨盐、柠檬酸盐的含量、电流密度及温度的增加而增加;镀层组分受pH值的影响较大,镀层中钨含量值在pH值为6时最大。根据X射线衍射结果可知,铁镍钨镀层随着钨含量的增加,由纳米结构转变为非晶态结构。

低温熔盐中Yb-Ni合金膜的电沉积研究

在Pt、Cu电极上,于353 K的乙酰胺-尿素-NaBr熔体中,Ni(Ⅱ)+2e→Ni(0)是一步完全不可逆反应,实验测得NiCl2(0.060 mol/dm3)-乙酰胺-尿素-NaBr熔体中,Ni(Ⅱ)在Pt上,传递系数α=0.27,扩散系数D0=6.51×10-5cm2/s,Cu上α=0.26,D0=6.02×10-7cm2/s。Yb(Ⅲ)不能单独还原为Yb(0),但可以被Ni(Ⅱ)诱导共沉积。XRD表明,由恒电位电解法得到非晶态的Yb-Ni合金,Yb的含量随阴极电位、Yb(Ⅲ)/Ni(Ⅱ)物质的量比及电解时间的变化而变化。

低温熔盐中Gd-Pr-Co合金膜的电沉积研究

应用循环伏安法研究了在353 K的乙酰胺-尿素-NaBr熔体中Co2+在Cu电极上的电化学行为,获知Co(Ⅱ)+2e Co(0)是一步完全不可逆反应,测得传递系数α=0.28,扩散系数D0=4.06×10-7cm2/s.Gd(Ⅲ)、Pr(Ⅲ)不能单独还原为Gd和Pr,但可以被Co(Ⅱ)诱导共沉积.由恒电位电解法得到非晶态的Gd-Pr-Co合金,合金膜中Gd和Pr的含量随电解电位、时间和浓度的变化而变化,合金膜中Gd和Pr的最高质量百分数分别可达到68.18%,29.26%.

乙酰胺-尿素-NaBr熔体中电沉积Tb-Mg-Ni合金的研究

在353 K的乙酰胺-尿素-NaBr熔体中,Ni(Ⅱ)一步不可逆还原为金属Ni,测得在Pt电极上α为0.21和D0为1.15×10-8cm2.s-1;Cu电极上α为0.18和D0为1.44×10-6cm2.s-1.Tb(Ⅲ)和Mg(Ⅱ)不能单独还原为Tb和Mg,但是可以被Ni(Ⅱ)诱导共沉积.由恒电位电解法得到非晶态的Tb-Mg-Ni合金膜.合金中Tb的含量随着阴极电势的负移先增大而后减小,随Tb(Ⅲ)/Ni(Ⅱ)摩尔比增大而增大,Tb的最大含量可达87.88%;Mg的含量随着阴极电势的负移而增大,最大可达12.78%,在Tb(Ⅲ)/Ni(Ⅱ))摩尔比为3.4/1,Mg(Ⅱ)/Ni(Ⅱ)摩尔比为8/1时,Mg/Ni原子比为2/1,符合Mg2Ni储氢合金的组成.

电沉积Sm-Co合金的研究

在离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氟硼酸盐([BMIM]BF4)体系中,采用电化学手段研究了Sm-Co合金的电沉积。得到了铜基体上电沉积制备的Sm-Co合金薄膜,薄膜呈现银灰色、具有金属光泽,表面致密,且与基体结合牢固。SEM观察表明,Sm-Co合金镀层的表面平整、均匀且致密;EDS测试表明,Sm-Co合金镀层中Sm的质量分数可达12%。对电沉积Sm-Co合金的电解液进行循环伏安和稳态极化曲线测试表明,在仅含有钐盐的离子液体电解液中没有明显的氧化还原峰出现,但当进一步加入钴盐后,便可以实现Sm、Co的共沉积,据此初步提出了Sm-Co合金的电沉积机理是Sm3+在Co2+的诱导作用下才能实现共沉积的诱导共沉积。

水溶液中电沉积Sm-Fe合金

Sm2Fe17是一种性能优异的永磁材料(SmFeN)的前驱体。用循环伏安法研究了三价钐(Sm(Ⅲ))和二价铁(Fe(Ⅱ))在含甘氨酸的水溶液中的电化学行为,在Pt电极上,Fe(Ⅱ)一步还原为Fe,Sm(Ⅲ)能被Fe(Ⅱ)诱导共沉积。在水溶液中成功电沉积出Sm-Fe合金。研究了pH和电流密度对镀层组分的影响,在电流密度为40mA.cm-2时,随着pH升高,镀层中Sm含量增加,在pH=4.5时,随着电流密度的增加,镀层中Sm含量增加。电子显微镜(SEM)显示镀层表面是紧密一致的。镀层在热处理前是非晶态Sm-Fe合金和微晶Fe的混合相,经750℃热处理后,镀层转化为Fe和Sm-Fe合金的混合相。