CN105239113B - 一种基于氯化胆碱‑木糖醇低共熔溶剂的电镀锡方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于氯化胆碱‑木糖醇低共熔溶剂的电镀锡方法，属于电镀技术领域。该方法首先将木糖醇、氯化胆碱和蒸馏水恒温搅拌得到透明的低共熔溶剂，接着将氯化亚锡加入到低共熔溶剂中再恒温搅拌得到含锡的低共熔溶剂，以此作为电镀液；将纯锡板作为阳极，低碳钢作为阴极，浸入到电镀液中进行恒电流电镀。本发明镀锡工艺安全无毒、环保节约，解决了氟硼酸盐镀锡、卤化物镀锡等工艺存在的环境污染问题。
Description
技术领域
本发明属于电镀技术领域，具体涉及一种基于低共熔溶剂的电镀锡方法。
背景技术
电镀锡利用镀液中的锡离子在阴极上还原而得到金属锡镀层，属于一种阴极电镀过程。传统镀锡方法有氟硼酸盐镀锡、卤化物镀锡等。氟硼酸盐镀锡是最早的酸性镀锡工艺之一，其主盐为氟硼酸亚锡，镀液主要成分是氟硼酸亚锡、氟硼酸和适量的添加剂。氟硼酸盐镀锡镀液中存在污染环境的硼离子和氟离子。卤化物镀锡主盐是氯化亚锡和氟化亚锡，主要用于带钢快速电镀，其镀液中同样含有氟化物，对环境具有一定的污染。专利申请号为201310420602.8、名称为“电镀沉积制备纳米晶结构金锡合金镀层的方法”申请公开了一种制备金锡合金涂层的方法，该方法以氯化胆碱、尿素和乙二醇按照摩尔比1:2:4混合得到离子液体，然后加入氯金酸、氯化亚锡电镀金锡合金涂层。其中乙二醇具有一定的毒性，遇明火、高热或与氧化剂接触，有引起燃烧爆炸的危险。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于氯化胆碱-木糖醇低共熔溶剂的电镀锡方法，以期该镀锡工艺安全无毒、环保节约。
为了实现上述技术目的，本发明是通过以下技术方案予以实现的。
本发明提供了一种基于氯化胆碱-木糖醇低共熔溶剂的电镀锡方法，具体包括如下步骤：
(1)含锡低共熔溶剂的配制：首先按照摩尔比1:2:3称量木糖醇、氯化胆碱、蒸馏水、然后于50℃条件下恒温搅拌得到透明的低共熔溶剂，接着按照与木糖醇摩尔比0.1:1称量氯化亚锡，加入到上述低共熔溶剂中恒温搅拌得到含锡的低共熔溶剂，以此作为电镀液；
(2)将纯锡板作为阳极，低碳钢作为阴极，浸入到步骤(1)得到的电镀液中进行恒电流电镀，其中：阴极和阳极直接距离为1-2cm；
(3)电镀完成后，将低碳钢取出清洗、烘干。
进一步的，所述步骤(2)中恒电流密度为1-5mA/cm2。
进一步的，所述步骤(2)中电镀液温度为40-70℃。
进一步的，所述步骤(2)中电镀时间为15-30分钟。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
1、采用初级代谢产物木糖醇替代尿素、乙二醇制备低共熔溶剂，具有安全无毒的特点。
2、氯化胆碱-木糖醇-蒸馏水低共熔溶剂室温电导率为3.20ms·cm-1，远高于氯化胆碱-尿素低共熔溶剂(0.75ms·cm-1)。
3、相对于传统氟硼酸盐镀锡、卤化物镀锡，本发明所用低共熔溶剂环保可生物降解，属于绿色化学溶剂。
附图说明
图1为本发明中实施例一得到的电镀锡的SEM图；
如图1所示，电镀锡表面显微形貌成颗粒状。
图2为本发明中实施例一得到的电镀锡的XRD图；
如图2所示，电镀锡的XRD图，图2中纵坐标为强度，横坐标为二倍角度，衍射峰为金属锡。
图3为本发明中实施例一得到的电镀锡的EDS能谱图；
如图3所示，电镀锡的EDS能谱说明表面为金属锡。
图4为本发明中实施例二得到的电镀锡的SEM图；
如图4所示，电镀锡表面显微形貌成颗粒状分布于基体之上。
图5为本发明中实施例三得到的电镀锡的SEM图；
如图5所示，电镀锡表面显微形貌成颗粒状，分布更加致密。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明不局限于下述实施例。
以下实施例中采用DDS-307电导率仪，DJS-1C型铂黑电极(电极常数为0.92)，测量不同温度下氯化胆碱-木糖醇-蒸馏水低共熔溶剂和含锡低共熔溶剂的电导率。
实施例1
首先分别称量0.1mol木糖醇、0.2mol氯化胆碱、0.3mol蒸馏水放置于烧杯中，在采用保鲜膜密封烧杯，然后于50℃恒温搅拌得到透明的低共熔溶剂。然后加入0.01mol的氯化亚锡，50℃恒温搅拌得到含锡低共熔溶剂。
将纯锡板作为阳极，低碳钢作为阴极，浸入水浴加热至50℃的含锡低共熔溶剂进行30分钟恒电流电镀，其中，阴极和阳极直接距离为1cm，电流密度为3mA/cm2。
电镀完成后，将低碳钢取出用双蒸水清洗2次，最后在烘箱中60℃烘干。
室温、50℃时氯化胆碱-木糖醇-蒸馏水低共熔溶剂电导率分别为3.20ms·cm-1和6.40ms·cm-1。
室温、50℃时含锡低共熔溶剂的电导率分别为3.48ms·cm-1和7.45ms·cm-1。
实施例2
首先分别称量0.1mol木糖醇、0.2mol氯化胆碱、0.3mol蒸馏水放置于烧杯中，在采用保鲜膜密封烧杯，然后于50℃恒温搅拌得到透明的低共熔溶剂。然后加入0.01mol的氯化亚锡，50℃恒温搅拌得到含锡低共熔溶剂；
将纯锡板作为阳极，低碳钢作为阴极，浸入水浴加热至50℃的含锡低共熔溶剂进行15分钟恒电流电镀，其中，阴极和阳极直接距离为2cm，电流密度为1mA/cm2；
电镀完成后，将低碳钢取出用双蒸水清洗2次，最后在烘箱中60℃烘干。
实施例3
首先分别称量0.1mol木糖醇、0.2mol氯化胆碱、0.3mol蒸馏水放置于烧杯中，在采用保鲜膜密封烧杯，然后于50℃恒温搅拌得到透明的低共熔溶剂。然后加入0.01mol的氯化亚锡，50℃恒温搅拌得到含锡低共熔溶剂；
将电解锡作为阳极，低碳钢作为阴极，浸入水浴加热至60℃的含锡低共熔溶剂进行30分钟恒电流电镀，其中，阴极和阳极直接距离为1cm，电流密度为1mA/cm2；
电镀完成后，将低碳钢取出用双蒸水清洗2次，最后在烘箱中60℃烘干。
60℃时氯化胆碱-木糖醇-蒸馏水低共熔溶剂的电导率为6.40ms·cm-1。
60℃时含锡低共熔溶剂的电导率分别为9.50ms·cm-1。
Claims (4)
1.一种基于氯化胆碱-木糖醇低共熔溶剂的电镀锡方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)含锡低共熔溶剂的配制：首先按照摩尔比1:2:3称量木糖醇、氯化胆碱、蒸馏水， 然后于50℃条件下恒温搅拌得到透明的低共熔溶剂，接着按照与木糖醇摩尔比0.1:1称量氯化亚锡，加入到上述低共熔溶剂中恒温搅拌得到含锡的低共熔溶剂，以此作为电镀液；
(2)将纯锡板作为阳极，低碳钢作为阴极，浸入到步骤(1)得到的电镀液中进行恒电流电镀，其中：阴极和阳极之间 距离为1-2cm；
(3)电镀完成后，将低碳钢取出清洗、烘干。
2.如权利要求1所述的基于氯化胆碱-木糖醇低共熔溶剂的电镀锡方法，其特征在于，所述步骤(2)中恒电流密度为1-5mA/cm2。
3.如权利要求1所述的基于氯化胆碱-木糖醇低共熔溶剂的电镀锡方法，其特征在于：所述步骤(2)中电镀液温度为40-70℃。
4.如权利要求1所述的基于氯化胆碱-木糖醇低共熔溶剂的电镀锡方法，其特征在于：所述步骤(2)中电镀时间为15-30分钟。
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