[发明专利]离子液体电解质和电沉积金属的方法

说明书

本发明涉及一种电解质和使用该电解质在基材上电镀金属的方法。所述电解质包括咪唑鎓化合物、金属盐和水。所述咪唑鎓化合物具有式(I)的结构:其中R¹、R²、R³、R⁴和R⁵各自独立地选自H原子和有机基团。L^‑是相容的阴离子。所述金属盐可以包括但不限于金属Li、Mg、Ca、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb、Bi、La、Ce、Al、Ag、Au、Ga、V、In、Nb、Mo和W的盐。

发明背景

本发明涉及一种离子液体电解质和一种使用包含咪唑鎓化合物、金属盐和水的电解质在基材上电镀金属的方法。在一个实施方案中，咪唑鎓化合物具有式(I)：

其中R¹、R²、R³、R⁴和R⁵各自独立地选自H原子和具有1至20个碳原子的有机基团。L^-是相容的阴离子。

镀铬是在许多工业应用中使用的表面处理，以增加耐磨性，提高被处理部件的摩擦系数并提供良好的表面外观(装饰应用)。目前，该表面处理使用六价铬((Cr((VI)，例如三氧化铬CrO₃，其在水中变成铬酸)的水溶液作为电解质进行。在浴液(bath)中存在作为催化产物的硫酸，氟硅酸盐或有机磺酸离子的条件下，Cr(VI)发生向金属铬Cr(0)的阴极还原。硬镀铬部件的沉积物的厚度是电镀操作的持续时间的函数，并且可以从0.1微米(装饰应用)到几百微米(功能应用)变化。

不幸的是，六价铬化合物被认为是高毒性和致癌的。因此，即使在镀铬电解还原后经处理的部件表面上不存在六价铬，并且即使在操作过程中严格控制和管理工艺，希望用其它的、更环保的处理方式来代替使用Cr(VI)镀铬。

发明简介

因此，本发明涉及一种离子液体电解质和一种使用包括咪唑鎓化合物，金属盐和水的离子液体电解质电镀基材的方法。在一个实施方案中，咪唑鎓化合物具有以下的通式(I)。基材可以包括在基材上的金属或导电层。所得到的金属层具有至少0.1μm的厚度。该方法可以在约20℃至约80℃之间的温度下和在约1至200A/dm²之间的电流密度下进行。

在其它实施方案中，离子液体电解质基本上由咪唑鎓化合物，金属盐和水组成。在其它实施方案中，离子液体电解质由咪唑鎓化合物，金属盐和水组成。

咪唑鎓化合物可以具有通式(I)：

其中R¹、R²、R³、R⁴和R⁵各自独立地选自H原子和有机基团，其在一些实施方案中可以具有1至20个碳原子。L^-是相容的阴离子。