[发明专利]一种双阳离子离子液体电镀Cr-Ag合金镀层的方法

说明书

本发明公开了一种双阳离子离子液体电镀Cr‑Ag合金镀层的方法，以待沉积的基材作为阴极，以石墨为阳极，在非水体系电镀液通过电镀沉积在阴极上形成Cr‑Ag合金的镀件，其特征在于：所述非水体系电镀液包括以下组分：电沉积溶剂：咪唑类双阳离子离子液体；主盐：可溶性三价铬盐、可溶性银盐；电镀还原剂：磷酸二氢钠；反应助溶剂：丙酮和二甲基海因。本发明的双阳离子离子液体电镀Cr‑Ag合金镀层的方法具有工艺绿色环保、镀层致密性好、结合力牢固、抗腐蚀性能优异和抗菌效果好的特点。

技术领域

本发明涉及电镀合金镀层技术领域，特别是一种双阳离子离子液体电镀Cr-Ag合金镀层的方法。

背景技术

在资源奇缺的年代，每年因金属腐蚀给社会经济造成了巨大的损失，由于金属腐蚀造成的经济损失约占国民生产总值的4%～7%。不仅如此，金属腐蚀还会造成金属材料和资源的大量浪费，因此提升耐腐蚀材料的开发具有很重要的社会意义。

Cr-Ag作为一种特殊的功能性镀层，具有较高的耐磨、耐腐蚀性和抗菌性，可应用于卫浴产品、医用消毒产品和生物制药领域等，具有广阔的应用前景。

传统的电镀Cr-Ag合金层需要在含氰化物的水溶性电镀液中进行，水性溶液中溶液中Ag与Cr的标准电势差较大，银在常温下水溶液中的标准电极电位为0.799V，铬在常温下水溶液中的标准电极电位为1.33V，要实现Ag～Cr共沉积是较困难的。且过程中会出现严重的析氢现象，造成氢脆危害。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双阳离子离子液体电镀Cr-Ag合金镀层的方法，具有工艺绿色环保、镀层致密性好、结合力牢固、抗腐蚀性能优异和抗菌效果好的特点。

本发明可以通过以下技术方案来实现：

本发明公开了一种双阳离子离子液体电镀Cr-Ag合金镀层的方法，以待沉积的基材作为阴极，以石墨为阳极，在非水体系电镀液通过电镀沉积在阴极上形成Cr-Ag合金的镀件，其特征在于：所述非水体系电镀液包括以下组分：

电沉积溶剂：咪唑类双阳离子离子液体[BuMIm-TMG]Cl₂ ；

主盐：可溶性三价铬盐、可溶性银盐；

电镀还原剂：磷酸二氢钠；

反应助溶剂：丙酮和二甲基海因。

在本发明中，采用不含氢离子的咪唑类双阳离子离子液体双阳离子离子液体作为电镀溶剂进行Cr-Ag复合镀层的制备，发挥双阳离子离子液体较常规的离子液体有更宽的电化学背景的优势，控制电镀沉积条件，阴极得到表面Ag～Cr镀层的合金。

进一步地，所述咪唑类双阳离子离子液体[BuMIm-TMG]Cl₂ 的制备步骤为：

（1）[BuMImCl]Cl的合成：在氮气保护下，将甲基咪唑和1,4-二氯丁烷按摩尔比为1:2～1:2.1,加入到100ml甲苯中，80～100℃下搅拌回流反应6～12 h，得淡黄色固体备用；

（2）[BuMIm-TMG]Cl₂ 的合成：在氮气保护下，将[BuMImCl]Cl和四甲基胍按照摩尔比为1:1～1:1.1加入到50 ml乙腈中，50～70℃下回流反应12～18 h，最终得咪唑类双阳离子离子液体[BuMIm-TMG]Cl₂ 。

进一步地，所述的双阳离子离子液体、可溶性三价铬盐、可溶性银盐、丙酮、二甲基海因的摩尔比为5～10:3～7:2～5:4～8:2～4。

进一步地，所述电镀沉积的条件为：电镀温度为50～80℃，搅拌速度为500～1000r/min，电压为0.6～3.2V，恒电流电流密度为20～100 A/m²，阴极与阳极的间距为40～50mm，电镀时间为10～60min，膜厚为3～10μm。