2705.離子液體中電沉積金屬鈦的研究

1、編號：碩士學位論文碩士學位論文題目：離子液體中電沉積金屬鈦的研究培養(yǎng)單位：化學化工學院專業(yè)名稱：分析化學指導教師：康艷紅研究生：齊超完成時間：2017年3月沈陽師范大學研究生處制類別全日制研究生教育碩士同等學力I離子液體中電沉積金屬鈦的研究摘要金屬鈦具有優(yōu)異的耐蝕性、比強度高、質(zhì)輕和良好的生物相容性等特點，被美譽為“太空金屬”，廣泛用于航空航天、石油化工、能源、生物醫(yī)療等領域。目前，工業(yè)上生產(chǎn)鈦的方法主要為Kroll法，但存在工藝流程長

2、，能耗大，環(huán)境污染嚴重等問題。而熔鹽電解法存在能耗大、設備腐蝕嚴重、電流效率低等問題，難以實現(xiàn)工業(yè)化。離子液體具有極低的蒸汽壓、較寬的電化學窗口、室溫下呈液態(tài)、可設計性等特點，它的出現(xiàn)為低溫電沉積鈦開辟了新的道路。目前，用于電沉積金屬鈦的離子液體多為咪唑類離子液體，然而咪唑類離子液體的電化學窗口較窄，并不適用于金屬鈦的沉積。本文以上述背景出發(fā)，篩選出兩種適合沉積鈦的離子液體，并且系統(tǒng)的研究了離子液體中金屬鈦的電沉積過程。本論文的主要研究

3、內(nèi)容以及成果具體如下：（1）合成了[BisoMPyrr]NTf2和[N1224]NTf2兩種離子液體，并采用1HNMR、13CNMR以及質(zhì)譜對其結構進行表征，證明為目標離子液體，通過對雜質(zhì)進行檢測，離子液體純度很高，均能達到電化學實驗的要求。（2）分別測定了兩種離子液體電導率，其電導率都隨著溫度的升高而升高。在兩種離子液體中分別加入TiCl4之后，電導率有所降低。并且電導率對數(shù)lnκ與溫度的倒數(shù)lT呈線性關系，符合Arrhenius方程

4、。（3）采用[BisoMPyrr]NTf2TiCl4體系進行電沉積金屬鈦的研究，循環(huán)伏安測試表明陰極上鈦的還原至少為兩步。XRD及XPS的結果表明，沉積層中鈦主要是以TiCl3和TiO2的形式存在，生成的TiCl3附著在電極表面阻礙進一步還原，沉積得到的少量Ti在空氣中被氧化成TiO2。紫外吸收結果表明沉積后體系中已檢測不到Ti(IV)，而同時也沒有獲得到Ti(II)的吸收峰。（4）以[N1224]NTf2TiCl4體系進行電沉積鈦的研