[发明专利]一种利用离子液体低温电沉积镍的方法

说明书

技术领域

本发明属于化学化工冶金领域电沉积生产镍的方法，特别是一种利用离子液体低温电沉积生产镍的方法。

背景技术

目前工业电沉积生产镍存在的高能耗、对环境不友好、腐蚀设备，成本大、污染环境等问题。

而离子液体是一种完全由离子构成的室温融盐，通常由几何结构不对称的有机阳离子和无机或有机阴离子组成。离子液体具有化学热稳定性高、不可燃、蒸气压低、电导率高、毒性小、电化学窗口宽等特性。离子液体在室温下即可得到在高温熔盐中才能电沉积得到的金属，但是又没有高温熔盐那样的强腐蚀性。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用离子液体进行电沉积生产镍的方法，该方法操作温度低、能耗少、对设备腐蚀性小，将大大降低生产成本。

本发明的目的是通过下述技术方案来实现的。

一种利用离子液体低温电沉积镍的方法，该方法包括下述步骤：

1）将无水氯化镍NiCl₂溶解于混合离子液体中，加热保持温度在60～150℃，配制电解液；

2）用两片平行高纯镍板为阳极，中间固体铜片为阴极，进行直流电沉积；

3）将阴极与阳极垂直排列于电沉积槽中，电极表面相互平行，槽体内至少设有一组以阳--阴--阳方式排列的电极，用此方式在同一槽内或分布多组电极，即阳--阴--阳--阴…--阳；

4）控制电沉积温度，极距，在设定的槽电压、阴极电流密度恒电流电解，在阳极产生氯气，阴极上析出固体镍。

所述混合离子液体是由烷基咪唑盐、烷基吡啶盐、烷基吡咯盐、烷基季铵盐、烷基季膦盐、氟代烷基咪唑盐、氟代烷基吡啶盐、氟代烷基吡咯盐、氟代烷基季铵盐、氟代烷基季膦盐等阳离子与Cl^-、AlCl₄^－、BF₄^－、PF₆^-、NO₃^－、N(CF₃SO₂)^-、CF₃SO₃^-阴离子组成的一种纯离子液体或者两种以上的混合离子液体。

所述氯化镍ZnCl₂与混合离子液体按照摩尔比为1：50的比例添加。

所述步骤4）中电沉积温度25～150℃，极距15～40mm，槽电压为1.0～2V，阴极电流密度控制在20～100A/dm²下电解0.5-1h。

该方法以氯化镍NiCl₂为原料，将NiCl₂溶解到离子液体中，所得溶液为电解液进行直流电沉积。槽压高于氯化镍的分解电压，而低于离子液体的电化学窗口。阴极上产生镍，阳极上放出氯气。方法所选用的离子液体主要考虑两个问题，一是对氯化镍有良好的溶解性，因而其操作温度低，对设备腐蚀性小，将大大降低生产成本；二是具有较宽的电化学窗口和较高的电导率。

常见离子液体的阳离子有烷基咪唑盐、烷基吡啶盐、烷基吡咯盐、烷基季铵盐、烷基季膦盐等阳离子，为了提高其电化学稳定性还可以对其进行氟代处理。常用的阴离子除氯离子外还有BF₄^-、PF₆^-、NO₃^-、AlCl₄^-、CF₃SO₃^-、N(CF₃SO₂)₂^-等阴离子。另外所采用的离子液体可以是一种纯离子液体，也可以是两种以上的混合离子液体。

本发明针对目前工业电沉积生产镍存在的一些问题，如高能耗、对环境不友好、腐蚀设备，成本大、污染环境等问题，提出一种利用离子液体进行电沉积生产镍。该方法操作温度低、能耗少、对设备腐蚀性小，将大大降低生产成本。

具体实施方式

实施例1