低共熔溶剂中铬的阳极造液及阴极电沉积工艺研究

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1、硕士学位论文低共熔溶剂中铬的阳极造液及阴极电沉积工艺研究STUDYONTHEPRODUCTIONTECHNOLOGYOFTHECATHODICELECTRODEPOSITIONANDANODICDISSOLUTIONOFCHROMIUMINDEEPEUTECTICSOLVENTS方园哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TF803.27学校代码：10213国际图书分类号：669.1密级：公开工学硕士学位论文低共熔溶剂中铬的阳极造液及阴极电沉积工艺研究硕士研究生：方园导师：任秀莲教授申请学位：工学硕士学科：化学工程与技术所在单位：海洋科学与技术学院答辩日期：

2、2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TF803.27U.D.C:669.1DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringSTUDYONTHEPRODUCTIONTECHNOLOGYOFTHECATHODICELECTRODEPOSITIONANDANODICDISSOLUTIONOFCHROMIUMINDEEPEUTECTICSOLVENTSCandidate：FangYuanSupervisor：Prof.RenXiulianAcademicDegreeAppliedfor：Mast

3、erofEngineeringSpeciality：ChiclEngineeringandTechnologyAffiliation：SchoolofMarineScienceandTechnologyDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要本论文主要研究了在新型离子液体即低共熔溶剂（deepeutecticsolvents，DESs）体系中，电解铬的阴极沉积、阳极溶解和同时电解的工艺条件，并对低共熔溶剂的性质

4、，铬电化学反应的机理进行了探究。本论文首先对低共熔溶剂的电化学性质进行了分析，分别测定其熔点Tf、电导率σ、粘度η、电化学窗口等性质，分析表明，低共熔溶剂的电导率与粘度与氢键供体的性质有关，氯化胆碱与乙二醇制备的DESs电导率最高，σ=17.72mS/cm，其电化学窗口为3.36V，最适用于电沉积体系。通过阴极沉积的工艺试验中发现，草酸与氯化铵共同做添加剂时，铬沉积效果不如单独使用好，温度对沉积过程影响显著，其主要原因是电导率受温度2的影响较大。阴极沉积最优工艺条件为：反应温度353K，电流密度450A/m，电解时间1h，搅拌速率300rpm，阴极电流效率为14

5、.01%。在阳极溶解铬锭的试验中发现，酸类添加剂的阳极电流效率要比碱类添加剂高很多，阳极溶解受温度的影响最大，且搅拌速率对槽压和电流效率的影响也较大。该工艺所得到的最高的阳极电流效率为73.94%。该体系在同时电解时，只有温度和阴极电流密度的影响具有显著性，该工艺的阴阳极电流效率分别达到16.94%和70.23%。本论文在低共熔溶剂中成功对同时电解铬工艺进行了探索性的研究，阳极电流效率基本均在70%以上。通过循环伏安曲线确定了铬还原为不存在前置反应的不可逆过程，并通过不同温度下的稳态极化曲线求出反应的活化能、阴阳极传递系数、反应级数等参数。确定了反应的活化能为1

6、4.446kJ/mol，并且铬的反应为扩散控制。并分别对阴阳极测定其极化曲线，通过对阳极极化曲线的分析发现，升高温度可以减弱阳极钝化，即促进阳极溶解的进行。关键词：低共熔溶剂；铬粉；阴极沉积；阳极溶解；同时电解-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractInthisthesis,thecathodicdeposition,anodicdissolutionandsimultaneouselectrolysisofchromiumwasoptimizedinanovelionicliquidwhichnameddeepeutecticsolvents.Th

7、enatureofthedeepeutecticsolventsandelectrochemicalreactionmechanismofchromiumwerestudied.Atfirst,theelectrochemicalpropertiesofdeepeutecticsolventswereanalyzed,andtheirnaturessuchasmeltingpoint,conductivity,viscosity,andpotentialwindowweredetermined.Itwasfoundthattheconductivityandvi

8、scosityofdee