离子液体中置换法制备镁/铜双金属粉的动力学研究

研究了氯代1-丁基-3-甲基咪唑（BMIC）离子液体中镁置换铜制备镁/铜双金属粉的动力学行为,探讨了搅拌速率、反应温度、铜离子浓度和镁粉颗粒大小等参数对反应速率常数的影响。动力学数据结果表明,在离子液体中镁置换铜的反应符合一级反应速率方程。反应速率常数随着搅拌速率增加、反应温度升高、铜离子浓度降低和镁粉粒径减小而增大。搅拌可使反应速率常数增大1倍左右;Cu（II）离子浓度较小时,反应速率常数随Cu（II）离子浓度的增加而迅速减小,当Cu（II）离子浓度增大到0.25 mol·L-1时,速率常数的减小趋势逐渐变缓;镁粉粒径范围从50~74μm增加到74~100μm,置换反应的速率常数从0.334 h-1减小到0.255 h-1;反应速率常数与反应温度的关系符合阿伦尼乌斯方程,求得置换反应表观活化能为13.6 k J·mol-1,说明置换过程受扩散控制。此外,Evans图研究也表明,置换反应受Cu（II）离子向电极表面扩散过程控制。这一结果与动力学数据的实验结果完全一致。