CN105274582B - 基于低共熔溶剂的三价铬电镀方法 - Google Patents

基于低共熔溶剂的三价铬电镀方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于低共熔溶剂的三价铬电镀方法，其特征是，包括以下步骤：（1）含铬低共熔溶剂的配制：按照摩尔比1:2:3：0.2～1称量木糖醇、氯化胆碱、蒸馏水、六水三氯化铬，然后于50～70℃条件下恒温搅拌得到深绿色含铬低共熔溶剂作为电镀液；（2）以电解铬片作为阳极，以低碳冷轧钢板作为阴极，阴极和阳极间的距离为1～2cm，以恒电流模式进行电镀。本发明针对水溶液体系电镀铬存在的环境污染问题，提出一种以低共熔溶剂非水介质为电镀液的新型清洁电镀铬工艺，毒性低，所用低共熔溶剂环保可生物降解，价格低廉。

Description

基于低共熔溶剂的三价铬电镀方法
技术领域
本发明涉及一种电镀方法，尤其是一种基于低共熔溶剂的三价铬电镀方法，属于电镀技术领域。
背景技术
电镀铬利用镀液中的铬离子在阴极上还原而得到金属铬镀层，属于一种阴极电镀过程。长期以来，镀铬使用六价铬，六价铬属于致癌物质，研发环保性、低能耗的三价铬电镀工艺成为电镀中的一个热点。采用低共熔溶剂进行三价铬电镀能够减少具有毒性的六价铬的排放，并且避免电镀过程中产生酸雾。采用氯化胆碱-木糖醇-水-CrCl3·6H2O体系进行三价铬的电沉积，能避免AlC13型、BF4-阴离子型、PF6-阴离子型等离子液体对水和空气的过于敏感的缺点；并且合成简便、价格低廉。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种基于低共熔溶剂的三价铬电镀方法，该镀铬方法的毒性低，环保节约。
按照本发明提供的技术方案，所述基于低共熔溶剂的三价铬电镀方法，其特征是，包括以下步骤：
（1）含铬低共熔溶剂的配制：按照摩尔比1:2:3：0.2～1称量木糖醇、氯化胆碱、蒸馏水、六水三氯化铬，然后于50～70℃条件下恒温搅拌得到深绿色含铬低共熔溶剂作为电镀液；
（2）以电解铬片作为阳极，以低碳冷轧钢板作为阴极，阴极和阳极间的距离为1～2cm，以恒电流模式进行电镀。
进一步的，所述电镀过程中电流密度为3～20 mA/cm2。
进一步的，所述电镀过程中电镀液温度为40～70℃。
进一步的，所述电镀过程中电镀时间为1～3h。
进一步的，所述六水三氯化铬的摩尔比为0.5～1。
进一步的，还包括电镀后将低碳冷轧钢板采用双蒸水清洗1～2次，于60～80℃烘箱中烘干水分。
本发明所述基于低共熔溶剂的三价铬电镀方法，毒性低，所用低共熔溶剂环保可生物降解，价格低廉。
附图说明
图1为本发明中实施例一得到的电镀铬的SEM图。
图2为本发明中实施例一得到的电镀铬的XRD图。
图3为本发明中实施例一得到的电镀铬的EDS能谱图。
图4为本发明中实施例二得到的电镀铬的SEM图。
图5为本发明中实施例三得到的电镀铬的SEM图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
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铬低共熔溶剂的电导率。
实施例一：一种基于低共熔溶剂的三价铬电镀方法，包括以下步骤：
（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，采用保鲜膜密封烧杯，于50℃恒温搅拌得到透明的低共熔溶剂；然后加入0.1mol的六水三氯化铬，50℃恒温搅拌得到含铬低共熔溶剂；
（2）将电解铬片作为阳极，低碳冷轧钢板作为阴极，浸入水浴加热至50℃的含铬低共熔溶剂进行1h恒电流电镀，其中，阴极和阳极直接距离为1cm，电流密度为15mA/cm2；
（3）电镀完成后，将低碳冷轧钢板取出用双蒸水清洗2次，最后在烘箱中60℃烘干。
如图1所示，电镀铬表面显微形貌成花瓣状。
如图2所示，电镀铬的XRD图，图2中纵坐标为强度，横坐标为二倍角度，衍射峰为金属铬和铁，二者衍射峰重合。
为验证表面为金属铬，对表面成分进行EDS能谱分析。如图3所示，电镀铬的EDS能谱说明表面为金属铬。
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3.20 ms•cm-1和6.40 ms•cm-1。
室温、50℃时含铬低共熔溶剂的电导率分别为1.31 ms•cm-1和3.32 ms•cm-1。
实施例二：一种基于低共熔溶剂的三价铬电镀方法，包括以下步骤：
（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，采用保鲜膜密封烧杯，于50℃恒温搅拌得到透明的低共熔溶剂；然后加入0.1mol的六水三氯化铬，50℃恒温搅拌得到含铬低共熔溶剂；
（2）将电解铬片作为阳极，低碳冷轧钢板作为阴极，浸入水浴加热至60℃的含铬低共熔溶剂进行1h恒电流电镀，其中，阴极和阳极直接距离为2cm，电流密度为15 mA/cm2；
（3）电镀完成后，将低碳冷轧钢板取出用双蒸水清洗2次，最后在烘箱中60℃烘干。
如图4所示，电镀铬表面显微形貌成片状分布于基体之上。
60℃时氯化胆碱-木糖醇-蒸馏水低共熔溶剂的电导率为6.40 ms•cm-1。
60℃时含铬低共熔溶剂的电导率分别为4.41 ms•cm-1。
实施例三：一种基于低共熔溶剂的三价铬电镀方法，包括以下步骤：
（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，采用保鲜膜密封烧杯，于50℃恒温搅拌得到透明的低共熔溶剂；然后加入0.05mol的六水三氯化铬，50℃恒温搅拌得到含铬低共熔溶剂；
（2）将电解铬作为阳极，低碳冷轧钢板作为阴极，浸入水浴加热至50℃的含铬低共熔溶剂进行1h恒电流电镀，其中，阴极和阳极直接距离为1cm，电流密度为20 mA/cm2；
（3）电镀完成后，将低碳冷轧钢板取出用双蒸水清洗2次，最后在烘箱中60℃烘干。
如图5所示，电镀铬表面显微形貌成粒状分布于基体之上。
50℃时含铬低共熔溶剂的电导率分别为5.76 ms•cm-1
实施例四：一种基于低共熔溶剂的三价铬电镀方法，包括以下步骤：
（1）含铬低共熔溶剂的配制：按照摩尔比1:2:3：0.2称量木糖醇、氯化胆碱、蒸馏水、六水三氯化铬，然后于70℃条件下恒温搅拌得到深绿色含铬低共熔溶剂作为电镀液；
（2）以电解铬片作为阳极，以低碳冷轧钢板作为阴极，阴极和阳极间的距离为2cm，以恒电流模式进行电镀；电流密度为3 mA/cm2，电镀液温度为70℃，电镀时间为3h；
（3）电镀后将低碳冷轧钢板采用双蒸水清洗2次，于80℃烘箱中烘干水分。

Claims (3)

1.一种基于低共熔溶剂的三价铬电镀方法，其特征是，包括以下步骤：
（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，采用保鲜膜密封烧杯，于50℃恒温搅拌得到透明的低共熔溶剂；然后加入0.1mol的六水三氯化铬，50℃恒温搅拌得到含铬低共熔溶剂；
（2）将电解铬片作为阳极，低碳冷轧钢板作为阴极，浸入水浴加热至50℃的含铬低共熔溶剂进行1h恒电流电镀，其中，阴极和阳极直接距离为1cm，电流密度为15mA/cm2；
（3）电镀完成后，将低碳冷轧钢板取出用双蒸水清洗2次，最后在烘箱中60℃烘干；
室温、50℃时氯化碱-木糖醇-蒸馏水低共熔溶剂电导率分别为3.20 ms•cm-1和6.40ms•cm-1；室温、50℃时含铬低共熔溶剂的电导率分别为1.31 ms•cm-1和3.32 ms•cm-1。
2.一种基于低共熔溶剂的三价铬电镀方法，其特征是，包括以下步骤：
（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，采用保鲜膜密封烧杯，于50℃恒温搅拌得到透明的低共熔溶剂；然后加入0.1mol的六水三氯化铬，50℃恒温搅拌得到含铬低共熔溶剂；
（2）将电解铬片作为阳极，低碳冷轧钢板作为阴极，浸入水浴加热至60℃的含铬低共熔溶剂进行1h恒电流电镀，其中，阴极和阳极直接距离为2cm，电流密度为15 mA/cm2；
（3）电镀完成后，将低碳冷轧钢板取出用双蒸水清洗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6.40 ms•cm-1；60℃时含铬低共熔溶剂的电导率分别为4.41 ms•cm-1。
3.一种基于低共熔溶剂的三价铬电镀方法，其特征是，包括以下步骤：
（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，采用保鲜膜密封烧杯，于50℃恒温搅拌得到透明的低共熔溶剂；然后加入0.05mol的六水三氯化铬，50℃恒温搅拌得到含铬低共熔溶剂；
（2）将电解铬作为阳极，低碳冷轧钢板作为阴极，浸入水浴加热至50℃的含铬低共熔溶剂进行1h恒电流电镀，其中，阴极和阳极直接距离为1cm，电流密度为20 mA/cm2；
（3）电镀完成后，将低碳冷轧钢板取出用双蒸水清洗2次，最后在烘箱中60℃烘干；
50℃时含铬低共熔溶剂的电导率分别为5.76 ms•cm-1。
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