一种低温下由氧化锌直接电沉积制备微纳米锌层的方法

摘要

本发明公开了一种低温下由氧化锌直接电沉积制备微纳米锌层的方法，以氧化锌粉末（分析纯）为原料；以氯化胆碱/尿素（摩尔比1：2）离子液体为电解液；将过量的氧化锌粉末加入到离子液体并在60°C~100°C下恒温搅拌10小时形成含氧化锌饱和电解质液体；采用三电极体系进行电沉积，即铂盘电极作为对电极；抛光铜片等待镀金属基体作为工作电极也即阴极；银电极作为参比电极；电沉积反应在40~100°C和-1.4~-1.7V条件下进行，时间为25~60分钟。通过控制反应温度、电极电势和沉积时间，可调控微纳米金属锌层的形貌等特征。本发明具有效率高、能耗低、原料价格低廉、无污染等特点，属于绿色的电沉积工艺技术领域。

主权项

一种低温下由氧化锌直接电沉积制备微纳米锌层的方法，其特征在于具有如下步骤：a. 氯化胆碱/尿素离子液体的配制：以氯化胆碱和尿素为初始原料，按摩尔比1:2进行混合，在80℃下恒温搅拌12小时直至形成均匀、无色透明状离子液体；b. 电解质溶液配制：将过量的氧化锌粉末（分析纯）加入到步骤a所配制的离子液体中，在60℃~100℃下恒温搅拌10小时，得到含饱和氧化锌的氯化胆碱/尿素离子液体；c. 电解池系统的构成：以聚四氟乙烯烧杯作为电解槽，铂盘电极为对电极；经抛光、酸性活化的铜片等待镀金属基体为工作电极也即阴极，银电极为参比电极构成电解池，进行电沉积；d. 微纳米锌层的电沉积合成工艺过程：使用恒温控温仪对上述步骤c中所构成的电解池系统进行控温保持在40℃~100℃，然后在电解池系统施加电势为‑1.40V~ ‑1.70V,控制电沉积时间为25 ~ 60分钟；在微纳米锌层的电沉积合成工艺过程中，通过有效地调控温度、电势和时间参数中的任意几项工艺参数，实现在沉积过程中对微纳米锌层特征的有效控制；e. 将经过上述步骤d电沉积所得的产物从电解槽中取出，先用去离子水进行清洗，再用无水乙醇多次洗净，最后进行低温烘干得到致密、均匀的微纳米锌层。