一種抑制電化學沉積鉛薄膜氧化的方法

2023-05-07 02:49:16 1

專利名稱：一種抑制電化學沉積鉛薄膜氧化的方法
技術領域：
本發明涉及一種抑制鉛薄膜氧化的方法，特別是一種抑制由電化學沉積製備的鉛 薄膜氧化的方法。
背景技術：
鉛的用途十分廣泛，可應用於軍工、原子能技術、冶金、化工、電子、輕工、農藥、醫 藥、石油等部門。例如，可用來製造蓄電池、電纜套、防腐材料、紅丹鉛白、汽油防爆劑、合金、 子彈頭、原子反應堆及放射性防護材料，在低溫技術中，可用作蓄冷材料。在應用中，常常需 要在一些基底上沉積一層鉛，如在低溫技術中，需要在不鏽鋼網上沉積一層鉛薄膜，來提高 製冷效果。
利用可溶性鉛鹽作為電解液，採用電化學沉積方法在陰極上製備薄膜的文獻較 多，但幾乎都是氧化鉛薄膜，如Zhitomirsky等利用硝酸鉛溶液為電解液在陰極上沉積了 氧化鉛薄膜(J. Mater. Sci. Lett.，Vol. 14，p. 807，1995)，後來，Sawatani 等對電化學沉積 氧化鉛的過程進行了研究，發現在電化學沉積過程中，初級沉積物是活性很強的鉛，經去離 子水清洗後置於空氣中會迅速被氧化成氧化鉛(Adv. Funct. Mater.，Vol. 15，p. 297,2005)。
由於電化學沉積出的鉛具有很強的活性，在空氣中會迅速被氧化成氧化鉛，因此 要獲得鉛的關鍵步驟是如何抑制沉積出的鉛在空氣中的氧化。為了得到鉛沉積物，一種方 法是對氧化形成的氧化鉛進行還原，另外還可以把鉛沉積物用其他材料包覆起來，以防止 其氧化，這些辦法都需要比較複雜後處理工藝，特別是還原後處理，需要消耗能量。發明內容
本發明的目的在於提供一種抑制電化學沉積鉛薄膜氧化的方法。該方法不需要復 雜的後處理工藝，操作簡便，效果明顯，成本低。本發明人在研究電化學沉積氧化鉛的形成 機理時，發現通過即時去除附著在電化學沉積得到的新鮮鉛薄膜表面的水，使鉛發生氧化 的媒質去除，從而達到抑制鉛氧化的目的。本發明所述的抑制電化學沉積鉛薄膜氧化的方 法是將電化學沉積製備的新鮮的鉛薄膜，經去離子水清洗後，立即放入易揮發性有機溶劑 中浸泡清洗，以去除鉛表面附著的水，取出後，易揮發性有機溶劑會迅速揮發，自然乾燥後 的鉛薄膜能夠長期穩定存在空氣中。


圖1是經無水乙醇浸泡清洗後的電化學沉積鉛薄膜在空氣中放置M小時後的X 射線衍射譜。
圖2是經無水乙醇浸泡清洗後的電化學沉積鉛薄膜在空氣中放置21天後的能譜。
圖3是經無水乙醇浸泡清洗後的電化學沉積鉛薄膜在空氣中放置M小時後的掃 描電鏡照片。
圖4是經無水乙醇浸泡清洗後的電化學沉積鉛薄膜在空氣中放置21天後的透射電鏡照片。
圖5是經無水乙醇浸泡清洗後的電化學沉積鉛薄膜在空氣中放置21天後的選區 電子衍射譜。
具體實施方式
將電化學沉積的新鮮的鉛薄膜從電解槽中取出，放入去離子水中清洗，去除附著 的電解液，然後立即放入易揮發性有機溶劑中浸泡清洗，然後取出置於空氣中自然乾燥，即 可抑制電化學沉積的鉛薄膜在空氣中氧化，使電化學沉積的鉛薄膜長期穩定存在。
實施例1
將電化學沉積在不鏽鋼基底上的新鮮鉛薄膜從電解槽中取出，放入去離子水中清 洗，去除附著的電解液，然後立即放入無水乙醇中浸泡清洗，然後取出置於空氣中自然幹 燥。如圖1顯示的是經無水乙醇浸泡清洗後的電化學沉積鉛薄膜在空氣中放置M小時後 的X射線衍射譜，表明鉛薄膜沒有氧化，仍然為金屬態鉛；如圖2所示，經無水乙醇浸泡清洗 後的電化學沉積鉛薄膜在空氣中放置21天後的能譜表徵，在譜中沒有元素氧峰，表明產物 沒有被氧化；圖3顯示在不鏽鋼陰極電化學沉積鉛薄膜經無水乙醇浸泡清洗後在空氣中放 置M小時後的掃描形貌；圖4顯示的是在不鏽鋼陰極電化學沉積鉛薄膜經無水乙醇浸泡清 洗後在空氣中放置21天後的透射形貌；圖5是在不鏽鋼陰極電化學沉積鉛薄膜經無水乙醇 浸泡清洗後在空氣中放置21天後，樣品的選區電子衍射譜，經過標定，確認樣品仍然為金 屬態鉛。
實施例2
將電化學沉積在不鏽鋼基底上的新鮮鉛薄膜從電解槽中取出，放入去離子水中清 洗，去除附著的電解液，然後立即放入甲醇中浸泡清洗，然後取出置於空氣中自然乾燥，得 到穩定存在的鉛薄膜。
實施例3
將電化學沉積在不鏽鋼基底上的新鮮鉛薄膜從電解槽中取出，放入去離子水中清 洗，去除附著的電解液，然後立即放入丙酮中浸泡清洗，然後取出置於空氣中自然乾燥，得 到穩定存在的鉛薄膜。
實施例4
將電化學沉積在制冷機用不鏽鋼絲網上的新鮮鉛薄膜從電解槽中取出，放入去離 子水中清洗，去除附著的電解液，然後立即放入乙醇中浸泡清洗，然後取出置於空氣中自然 乾燥，得到穩定存在的鉛薄膜。
已經對本發明用特定實施例進行了介紹，顯然對於那些本領域的熟練人員 來說， 根據前面的介紹進行替代、改進和變更是容易的，所以，本發明包容所有這樣的替代、改進 和變更，使其落入附帶的權利要求及其等效物的精神和領域中。
權利要求
1.一種抑制電化學沉積鉛薄膜氧化的方法，其特徵在於將電沉積的新鮮鉛薄膜，經 去離子水清洗後，立即放入易揮發性有機溶劑中浸泡清洗，然後在空氣中自然乾燥。
2.按權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的易揮發性有機溶劑包括無水乙醇、 甲醇、異丙醇和丙酮。
全文摘要
開發了抑制電化學沉積鉛薄膜氧化的新方法。這種方法通過將電化學沉積得到的新鮮鉛薄膜，經過去離子水清洗後，立即放入易揮發性有機溶劑中浸泡清洗，以除去吸附在新鮮鉛薄膜表面的水分，使鉛發生氧化的媒質去除，從而抑制鉛薄膜的氧化。取出後，易揮發性有機溶劑會迅速揮發，自然乾燥後的金屬鉛薄膜能夠長期穩定存在空氣中。該方法不需要複雜的後處理工藝，操作簡便，效果明顯，成本低。
文檔編號C25D3/34GK102031542SQ200910176638
公開日2011年4月27日 申請日期2009年9月24日 優先權日2009年9月24日
發明者程進, 蘇燚, 鄒小平 申請人:北京信息科技大學