Электрохимическое и коррозионное поведение меди в бинарной ионной жидкости бромид 1-бутил-3-метилимидазолия - бромид меди (II)

• Автор: Кудрякова, Надежда Олеговна
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 128 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Классификация расплавленных солей и понятие ионная жидкость

1.2. Свойства ионных жидкостей

1.2.1. Плотность и вязкость низкотемпературных расплавов

1.2.2. Температура плавления и термическая стабильность

ионных жидкостей

1.3. Электрохимические свойства низкотемпературных расплавов

1.3.1. Электропроводность ионных жидкостей

1.3.2. Электрохимическое окно ионных жидкостей

1.4. Металлсодержащие ионные жидкости
1.5. Коррозионное поведение металлов в солях, расплавленных при комнатной температуре
1.6. Области применения ионных жидкостей
1.6.1. Ионные жидкости в электрохимии
1.6.2. Другие области применения ионных жидкостей
1.7. Токсикологическая характеристика ионных жидкостей
2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Объекты исследования
2.1.1. Исследуемые электролитгые системы
2.1.2. Электроды
2.2. Методы исследования
2.2.1. Методы изучения физикохимических свойств ионных жидкостей
2.2.1.1. Денсиметрия
2.2.1.2. Вискозиметрия
2.2.1.4. Коидуктометрия
2.2.2. Методы исследования электрохимических и коррозионных свойств систем металлионная жидкость
2.2.2.1. Потенциометрия
22. Циклическая вольтамперометрия
2.2.2.3. Электрохимическая импедансиая спектроскопия
2.2.2.4. Исследование коррозионной активности ионных жидкостей гравиметрическим методом
2.2.3. Исследование процесса электрохимического осаждения меди из бинарного медьсодержащего низкотемпературного расплава
2.2.4. Методы исследования физического состояния поверхности и гальванических покрытий
2.2.4.1. Определение толщины покрытия
2.2.4.2. Определение адгезии покрытия
2.2.4.3. Оптическая микроскопия
2.2.4.4. Атомносиловая микроскопия
2.2.4.5. Определение шероховатости поверхности
. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТА И ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Электропроводность, вязкость и плотность ионной жидкости ВМ1тВгСиВг2
3.2. Коррозионное взаимодействие ионных жидкостей ВМтВг и ВМ1тВгСиВг2 с медным электродом
3.2.1. Стационарный потенциал медного электрода в
расплаве ВМ1шВгСиВг2
3.2.2. Массовый показатель скорости коррозии медного электрода в ионных жидкостях ВМтВг и ВМ1тВгСиВг2
3.2.3. Моделирование коррозионного поведения медного электрода
в ионных расплавах ВМтВг и ВМ1тВгСиВг2
3.2.4. Выравнивающие свойства бинарного расплава
3.3. Поляризационные исследования электролитной
системы ВМтВгСиВь
3.3.1. Кинетика электрохимического восстановления СиИ из ионной жидкости ВМ1тВгСиВг2
3.3.2. Электрохимическое осаждение медного покрытия из
расплава ВМтВгСиВг2
3.3.2.1. Электрохимическое выделение меди на платиновом электроде
3.3.2.2. Электрохимическое выделение меди на титане и тантале
3.4. Анодное окисление меди в расплаве ВМ1тВгСиВг2
ИТОГИ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ
С 1ИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Методом циклической вольтамперометрии на платиновом электроде показано, что медь(Н)-содержащие ионы восстанавливается в две необратимые одноэлектронные стадии (коэффициенты переноса катодного процесса а составляют 0. Коэффициент диффузии разряжающихся медь(Н)-содержащих ионов составляет 1. СиВг2 0. ВМ1тВг). Установлено, что получение качественного медного покрытия на различных металлах (платина, тантал, титан) с выходом по току, близким к 0%, возможно в узкой области потенциалов, соответствующей восходящей ветви второго максимума тока катодной поляризационной кривой. Впервые определена удельная электропроводность ионной жидкости бромид 1-бутил-З-метилимидазолия - бромид меди (II) в широком интервале температур и концентраций СиВг2 и установлено, что при температурах, превышающих температуру плавления ВМ1тВг, величина к бинарного расплава снижается с ростом концентрации бромида меди (II), что объяснено образованием комплексных ионов СиВг4 '. Полученные количественные показатели скорости коррозии меди в индивидуальной ионной жидкости бромид 1-бутил-З-метилимидазолия и с добавками СиВг2 могут быть использованы для прогнозирования поведения медных анодов в гальванических ваннах с Си(Н)-содержащими ионными жидкостями в отсутствие внешней поляризации. Обнаруженный эффект снижения высоты и выравнивания микронеровностей поверхности меди при ее контакте с бинарным расплавом ВМ1тВг-СиВг2 может быть использован для разработки технологии химического полирования медных изделий. Определены условия электрохимического осаждения полублестящего мелкокристаллического медного покрытия из Си(Н)-содержащей ионной жидкости (катодная и анодная плотности тока, температура расплава, концентрация СиВг2), которые могут составить основы технологии нанесения медного покрытия на различные металлы. Установлена последовательность технологических операций и разработаны рекомендации для процесса прямого электрохимического меднения пассивирующихся металлов -тантала и титана - без предварительной химической- обработки их поверхности агрессивными растворами кислот или щелочей, с адгезией покрытия к основе, соответствующей ГОСТ 9. Достоверность результатов исследований. Достоверность полученных результатов базируется на использовании современных физикохимических методов исследования и высокой воспроизводимости экспериментальных данных в пределах заданной' точности. Выводы, сделанные по результатам работы, являются достоверными, научные положения ар1ументированы и прошли апробацию на научных конференциях и в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК. Личный вклад автора. Автором лично получены все экспериментальные данные, проведена их обработка и систематизация. Апробация работы. Основные материалы диссертационной работы были представлены и доложены на Международных научно-технических конференциях «Современные методы в теоретической и экспериментальной электрохимии» (Плес, , ), IV Региональной конференции молодых ученых «Теоретическая и экспериментальная химия жидкофазных систем» (Иваново, ), VI Международной научной конференции «Кинетика и механизм кристаллизации. Самоорганизация при фазообразовании» (Иваново, ), 9 Международном Фрумкинском симпозиуме «Материалы и технологии электрохимии -ого века» (Москва, ). Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 7 работах, в том числе в 2 статьях в ведущих рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК. Гришина Е. П., Кудрякова И. О., Пименова А. М., Раменская Л. М. Транспортные свойства бинарного низкотемпературного ионного расплава BMImBr-CuBr2 // Известия высших учебных заведений. Химия и химическая технология. Т. -№6 - С. Гришина Е. П., Кудрякова И. О., Пименова А. М. Электрохимическое осаждение меди на титан и тантал из низкотемпературного ионного расплава бромид 1-бутил-З-метилимидазолия - бромид меди (II) // Известия высших учебных заведений. Химия и химическая технология. Т. - №7 - С. Кудрякова И. О., Гришина Е. П., Пименова А. М., Раменская Л. М. Катодное осаждение и коррозия меди в бинарном низкотемпературном расплаве CuBr2-BMImBr // I Международная научная конференция «Современные методы в теоретической и экспериментальной электрохимии». Плес.