基于低共熔溶劑的三價(jià)鉻電鍍方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電鍍方法，尤其是一種基于低共熔溶劑的三價(jià)鉻電鍍方法，屬于電鍍技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]電鍍鉻利用鍍液中的鉻離子在陰極上還原而得到金屬鉻鍍層，屬于一種陰極電鍍過程。長期以來，鍍鉻使用六價(jià)鉻，六價(jià)鉻屬于致癌物質(zhì)，研發(fā)環(huán)保性、低能耗的三價(jià)鉻電鍍工藝成為電鍍中的一個(gè)熱點(diǎn)。采用低共熔溶劑進(jìn)行三價(jià)鉻電鍍能夠減少具有毒性的六價(jià)鉻的排放，并且避免電鍍過程中產(chǎn)生酸霧。采用氯化膽堿-木糖醇-水_CrCl3.6H20體系進(jìn)行三價(jià)鉻的電沉積，能避免A1C13型、BF4陰離子型、PF6陰離子型等離子液體對水和空氣的過于敏感的缺點(diǎn)；并且合成簡便、價(jià)格低廉。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種基于低共熔溶劑的三價(jià)鉻電鍍方法，該鍍鉻方法的毒性低，環(huán)保節(jié)約。
[0004]按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述基于低共熔溶劑的三價(jià)鉻電鍍方法，其特征是，包括以下步驟:
(1)含鉻低共熔溶劑的配制:按照摩爾比1:2:3:0.2?1稱量木糖醇、氯化膽堿、蒸餾水、六水三氯化鉻，然后于50?70°C條件下恒溫?cái)嚢璧玫缴罹G色含鉻低共熔溶劑作為電鍍液；
(2)以電解鉻片作為陽極，以低碳冷乳鋼板作為陰極，陰極和陽極間的距離為1?2cm，以恒電流模式進(jìn)行電鍍。
[0005]進(jìn)一步的，所述電鍍過程中電流密度為3?20 mA/cm2。
[0006]進(jìn)一步的，所述電鍍過程中電鍍液溫度為40?70°C。
[0007]進(jìn)一步的，所述電鍍過程中電鍍時(shí)間為1?3h。
[0008]進(jìn)一步的，所述六水三氯化鉻的摩爾比為0.5?1。
[0009]進(jìn)一步的，還包括電鍍后將低碳冷乳鋼板采用雙蒸水清洗1?2次，于60?80 °C烘箱中烘干水分。
[0010]本發(fā)明所述基于低共熔溶劑的三價(jià)鉻電鍍方法，毒性低，所用低共熔溶劑環(huán)保可生物降解，價(jià)格低廉。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明中實(shí)施例一得到的電鍍鉻的SEM圖。
[0012]圖2為本發(fā)明中實(shí)施例一得到的電鍍鉻的XRD圖。
[0013]圖3為本發(fā)明中實(shí)施例一得到的電鍍鉻的EDS能譜圖。
[0014]圖4為本發(fā)明中實(shí)施例二得到的電鍍鉻的SEM圖。
[0015]圖5為本發(fā)明中實(shí)施例三得到的電鍍鉻的SEM圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0017]以下實(shí)施例中采用DDS-307電導(dǎo)率儀，DJS-1C型鉑黑電極(電極常數(shù)為0.92)，測量不同溫度下氯化膽堿-木糖醇-蒸餾水低共熔溶劑和含鉻低共熔溶劑的電導(dǎo)率。
[0018]實(shí)施例一:一種基于低共熔溶劑的三價(jià)鉻電鍍方法，包括以下步驟:
(1)首先分別稱量0.lmol木糖醇、0.2mol氯化膽堿、0.3mol蒸餾水放置于燒杯中，采用保鮮膜密封燒杯，于50°C恒溫?cái)嚢璧玫酵该鞯牡凸踩廴軇?；然后加?.lmol的六水三氯化鉻，50°C恒溫?cái)嚢璧玫胶t低共熔溶劑；
(2)將電解鉻片作為陽極，低碳冷乳鋼板作為陰極，浸入水浴加熱至50°C的含鉻低共熔溶劑進(jìn)行l(wèi)h恒電流電鍍，其中，陰極和陽極直接距離為1cm，電流密度為15mA/cm2;
(3)電鍍完成后，將低碳冷乳鋼板取出用雙蒸水清洗2次，最后在烘箱中60°C烘干。
[0019]如圖1所示，電鍍鉻表面顯微形貌成花瓣?duì)睢?br>[0020]如圖2所示，電鍍鉻的XRD圖，圖2中縱坐標(biāo)為強(qiáng)度，橫坐標(biāo)為二倍角度，衍射峰為金屬鉻和鐵，二者衍射峰重合。
[0021]為驗(yàn)證表面為金屬鉻，對表面成分進(jìn)行EDS能譜分析。如圖3所示，電鍍鉻的EDS能譜說明表面為金屬鉻。
[0022]室溫、50°C時(shí)氯化膽堿-木糖醇-蒸餾水低共熔溶劑電導(dǎo)率分別為3.20 ms-cm 1和 6.40 ms.cm、
[0023]室溫、50°C時(shí)含鉻低共熔溶劑的電導(dǎo)率分別為1.31 ms-cm 1和3.32 ms-cm ^
[0024]實(shí)施例二:一種基于低共熔溶劑的三價(jià)鉻電鍍方法，包括以下步驟:
(1)首先分別稱量0.lmol木糖醇、0.2mol氯化膽堿、0.3mol蒸餾水放置于燒杯中，采用保鮮膜密封燒杯，于50°C恒溫?cái)嚢璧玫酵该鞯牡凸踩廴軇?；然后加?.lmol的六水三氯化鉻，50°C恒溫?cái)嚢璧玫胶t低共熔溶劑；
(2)將電解鉻片作為陽極，低碳冷乳鋼板作為陰極，浸入水浴加熱至60°C的含鉻低共熔溶劑進(jìn)行l(wèi)h恒電流電鍍，其中，陰極和陽極直接距離為2cm，電流密度為15 mA/cm2；
(3)電鍍完成后，將低碳冷乳鋼板取出用雙蒸水清洗2次，最后在烘箱中60°C烘干。
[0025]如圖4所示，電鍍鉻表面顯微形貌成片狀分布于基體之上。
[0026]60°C時(shí)氯化膽堿-木糖醇-蒸餾水低共熔溶劑的電導(dǎo)率為6.40 ms.cm、
[0027]60°C時(shí)含鉻低共熔溶劑的電導(dǎo)率分別為4.41 ms*cm ^
[0028]實(shí)施例三:一種基于低共熔溶劑的三價(jià)鉻電鍍方法，包括以下步驟:
(1)首先分別稱量0.lmol木糖醇、0.2mol氯化膽堿、0.3mol蒸餾水放置于燒杯中，采用保鮮膜密封燒杯，于50°C恒溫?cái)嚢璧玫酵该鞯牡凸踩廴軇?；然后加?.05mol的六水三氯化鉻，50 °C恒溫?cái)嚢璧玫胶t低共熔溶劑；
(2)將電解鉻作為陽極，低碳冷乳鋼板作為陰極，浸入水浴加熱至50°C的含鉻低共熔溶劑進(jìn)行l(wèi)h恒電流電鍍，其中，陰極和陽極直接距離為1cm，電流密度為20 mA/cm2；
(3)電鍍完成后，將低碳冷乳鋼板取出用雙蒸水清洗2次，最后在烘箱中60°C烘干。
[0029]如圖5所示，電鍍鉻表面顯微形貌成粒狀分布于基體之上。
[0030] 50°C時(shí)含鉻低共熔溶劑的電導(dǎo)率分別為5.76 ms*cm 1
實(shí)施例四:一種基于低共熔溶劑的三價(jià)鉻電鍍方法，包括以下步驟:
(1)含鉻低共熔溶劑的配制:按照摩爾比1:2:3:0.2稱量木糖醇、氯化膽堿、蒸餾水、六水三氯化鉻，然后于70°C條件下恒溫?cái)嚢璧玫缴罹G色含鉻低共熔溶劑作為電鍍液；
(2)以電解鉻片作為陽極，以低碳冷乳鋼板作為陰極，陰極和陽極間的距離為2cm，以恒電流模式進(jìn)行電鍍；電流密度為3 mA/cm2,電鍍液溫度為70°C，電鍍時(shí)間為3h ;
(3)電鍍后將低碳冷乳鋼板采用雙蒸水清洗2次，于80°C烘箱中烘干水分。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于低共熔溶劑的三價(jià)鉻電鍍方法，其特征是，包括以下步驟: (1)含鉻低共熔溶劑的配制:按照摩爾比1:2:3:0.2?1稱量木糖醇、氯化膽堿、蒸餾水、六水三氯化鉻，然后于50?70°C條件下恒溫?cái)嚢璧玫缴罹G色含鉻低共熔溶劑作為電鍍液； (2)以電解鉻片作為陽極，以低碳冷乳鋼板作為陰極，陰極和陽極間的距離為1?2cm，以恒電流模式進(jìn)行電鍍。2.如權(quán)利要求1所述的基于低共熔溶劑的三價(jià)鉻電鍍方法，其特征是:所述電鍍過程中電流密度為3?20 mA/cm2。3.如權(quán)利要求1所述的基于低共熔溶劑的三價(jià)鉻電鍍方法，其特征是:所述電鍍過程中電鍍液溫度為40?70°C。4.如權(quán)利要求1所述的基于低共熔溶劑的三價(jià)鉻電鍍方法，其特征是:所述電鍍過程中電鍍時(shí)間為1?3h。5.如權(quán)利要求1所述的基于低共熔溶劑的三價(jià)鉻電鍍方法，其特征是:所述六水三氯化鉻的摩爾比為0.5?1。6.如權(quán)利要求1所述的基于低共熔溶劑的三價(jià)鉻電鍍方法，其特征是:還包括電鍍后將低碳冷乳鋼板采用雙蒸水清洗1?2次，于60?80°C烘箱中烘干水分。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于低共熔溶劑的三價(jià)鉻電鍍方法，其特征是，包括以下步驟：（1）含鉻低共熔溶劑的配制：按照摩爾比1:2:3：0.2～1稱量木糖醇、氯化膽堿、蒸餾水、六水三氯化鉻，然后于50～70℃條件下恒溫?cái)嚢璧玫缴罹G色含鉻低共熔溶劑作為電鍍液；（2）以電解鉻片作為陽極，以低碳冷軋鋼板作為陰極，陰極和陽極間的距離為1～2cm，以恒電流模式進(jìn)行電鍍。本發(fā)明針對水溶液體系電鍍鉻存在的環(huán)境污染問題，提出一種以低共熔溶劑非水介質(zhì)為電鍍液的新型清潔電鍍鉻工藝，毒性低，所用低共熔溶劑環(huán)?？缮锝到?，價(jià)格低廉。
【IPC分類】C25D3/06
【公開號】CN105274582
【申請?zhí)枴緾N201510835637
【發(fā)明人】包全合, 張潔清, 朱云
【申請人】無錫光旭新材料科技有限公司
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年11月26日