Ионая жидкость на основе. 3 с нейтральным замещенным пиридиновым лигандом для электрохимического осаждения алюминия. Вступление

• Название: 3 с нейтральным замещенным пиридиновым лигандом для электрохимического осаждения алюминия. Вступление
• Дата: 17.04.2022
• Размер: 0.55 Mb.
• Имя файла: Ионая жидкость на основе.docx
• Тип: Документы; #480951

Ионная жидкость на основе AlCl ₃ с нейтральным замещенным пиридиновым лигандом для электрохимического осаждения алюминия.

1 . Вступление

Во время разработки ионных жидкостей (ИЖ) металлсодержащие ИЖ вызвали широкий интерес в связи с их применением в катализе, батареях и гальванических покрытиях [1] , [2] . Большинство металлсодержащих ИЖ состоят из комплексных анионов металлов, полученных из анионных лигандов, таких как Cl ^- , CN ^- , N (CN) ^- , SCN ^- , NCS ^-, которые легко разлагаются или очень чувствительны к воде. В качестве альтернативы отрицательно заряженным лигандам нейтральные лиганды также могут быть использованы для образования комплексов металлов. В последнем случае соответствующие комплексы металлов имеют катионную природу. Например, наша группа сообщила, что содержащие серебро и цинк координационные комплексы с нейтральными органическими аминными лигандами являются катионами для получения гидрофобных ИЖ [3] . Позже Андерсон и др. Далее была приготовлена ​​серия металлсодержащих ИЖ на основе комплексообразования катионов переходных металлов (Cu, Fe, Mn, Zn) с нейтральными алканоламиновыми лигандами [4] , [5] . В частности, Ag-содержащие ИЖ, полученные из алкиламина [6] и пиридин-N-оксида [7]Были приготовлены нейтральные лиганды для электроосаждения серебра при высокой плотности тока.

Как отмечалось выше, большинство металлсодержащих ИЖ основаны на переходных металлах. Для этих металлсодержащих ИЖ основной группы очень распространены ИЖ на основе алюминия, которые в основном использовались для электроосаждения алюминия [8] , [9] , [10] , [11] , [12] , [13] , [ 14] , [15] , [16] , [17] , [18] , [19] , [20] . Общей чертой этих ИЖ на основе алюминия является то, что электроактивными частицами являются алюминийсодержащие анионы, такие как Al ₂ Cl ₇ ^-. Недостатком анионных частиц для электроосаждения является то, что в восстановительных условиях они не только движутся против электрического поля, но и конкурируют с обычными катионами, такими как N-алкилпиридиний и имидазолий, вдоль электрического поля, что вызывает поляризацию и снижает энергетическую эффективность процесс электроосаждения. Следовательно, разработка ИЖ с алюминийсодержащими катионами в качестве электроактивных частиц весьма желательна. К сожалению, ИЖ на основе Al-содержащих катионов встречаются редко. Обычно считается, что образование катионных форм алюминиевого комплекса включает либо асимметричное расщепление димерного соединения с галогенидными мостиковыми связями, либо замещение, отщепление или отщепление галогенида, при котором нейтральный донор лиганда (или основание) объединяется с катионом для компенсации заряжать[21] . Следуя аналогичному подходу, Abbott et al. недавно сообщалось, что простые нейтральные амиды, такие как ацетамид и мочевина, могут быть смешаны с AlCl ₃ с образованием ИЖ при комнатной температуре, которые использовались как в качестве катализаторов для ацетилирования ферроцена, так и в качестве электролитов для электроосаждения алюминия [22] . Из-за высокой концентрации функциональных групп (-CONH ₂ или NH ₂ CONH ₂ ) и коротких алкильных цепей (-CH ₃ ) эти ИЖ не могут эффективно экранировать алюминиевый центр и, таким образом, он все еще чувствителен к влаге. В качестве альтернативы, соединения на основе пиридина могут смягчить проблему чувствительности к влаге из-за ароматического кольца. К сожалению, ранее сообщалось, что AlCl ₃-пиридиновые комплексы представляют собой твердые вещества с высокими температурами плавления [23] .

В этом исследовании мы сообщаем о синтезе новых ИЖ на основе AlCl ₃ и производного пиридина, 4-пропилпиридина (4-Pr-Py), и их использовании для электроосаждения алюминия. Эти новые ИЖ, основанные на комплексообразовании с нейтральными лигандами, принципиально отличаются от более ранних ИЖ, основанных на смешивании AlCl _3.и галогенидные соли N-алкилпиридиния. Во-первых, в первом случае положительный заряд находится на алюминии, а во втором - на катионе пиридия. Во-вторых, в восстановительных условиях нейтральные разновидности пиридина более стабильны, чем катионные разновидности пиридиния; следовательно, они не будут восстановлены в процессе осаждения алюминия и не повлияют на морфологию. Наконец, как упоминалось ранее, катионные частицы алюминия предпочтительнее анионных форм алюминия при электроосаждении алюминия.

2 . Материалы и методы

Гранулированный AlCl ₃ был приобретен у Sigma – Aldrich и использован в том виде, в котором он был получен. 4-пропилпиридин был получен от химической компании TCI (Tokyo Chemical Industry). Хлорид 1-этил-3-метилимидазолия (EMIC), приобретенный у Sigma-Aldrich, очищали перекристаллизацией [24] . В перчаточном боксе, заполненном аргоном, рассчитанное количество AlCl ₃ добавляли к 4-пропилпиридину в герметичном сосуде с магнитной мешалкой. Реакция является экзотермической, поэтому нет необходимости нагревать сосуд для ускорения растворения AlCl ₃ . Свежеприготовленная ИЖ показана на рис.1 .



Рис. 1 . Цифровая фотография AlCl ₃ / _4- пропилпиридина (1,3: 1, молярное соотношение) ИЖ.

Термогравиметрический анализ выполнен на приборе Pyris 1 TGA. Профиль дифференциальной сканирующей калориметрии (DSC) был получен от NETZSCH (STA 409 PC) в среде аргона. Данные кинематической вязкости были получены с помощью вискозиметра Каннона-Фенске, а данные динамической вязкости были рассчитаны на основе данных кинематической вязкости и плотности соответствующих ИЖ. Анализ масс-спектра проводился с использованием времяпролетного (TOF) масс-спектрометра JEOL AccuTOF-D с источником ионизации DART (прямой анализ в реальном времени) от JEOL USA, Inc. Спектры ЯМР ²⁷ Al записывали на приборе Bruker. Спектрометр Avance 400 с 1,0  M Al (NO ₃ ) ₃водный раствор в качестве внешнего стандарта химического сдвига. Электрохимический эксперимент выполнен на электрохимическом анализаторе CHI600D. Платиновая проволока (  диаметром 0,5 мм), запаянная внутри стекла пирекс, использовалась в качестве рабочего электрода, а алюминиевая проволока использовалась как противоэлектрод и электрод сравнения. СЭМ-изображения получены с помощью сканирующего электронного микроскопа Hitachi S-4800 FEG с приставкой EDS.

3 . результаты и обсуждение

Новые ИЖ были приготовлены путем медленного добавления расчетных количеств AlCl ₃ в 4-Pr-Py при перемешивании магнитной мешалкой в ​​перчаточном боксе, заполненном аргоном. AlCl ₃ быстро реагирует с 4-Pr-Py с выделением тепла. Охлажденный раствор остается жидким при комнатной температуре, пока молярное соотношение смеси AlCl ₃ и 4-Pr-Py находится в диапазоне от 1,1: 1 до 1,5: 1. Жидкости оптически прозрачны, имеют желтый цвет и обладают высокой текучестью, как показано на рис. 1 для ИЖ с молярным соотношением 1,3: 1.

Образование ИЖ (или комплексов) между AlCl ₃ и 4-Pr-Py может быть подтверждено термогравиметрическим анализом (ТГА). Как показано на рис. 2 , в инертной атмосфере гелия и скорости нагрева 20  ° C / мин 4-Pr-Py медленно испарялся в самом начале с основной начальной температурой 95  ° C. Для AlCl ₃ основная температура начала испарения составляет 160  ° C. Когда соотношение смеси AlCl ₃ и 4-Pr-Py составляет 1: 1, начальная температура повышается до 270  ° C. Когда соотношение AlCl ₃ и 4-Pr-Py было увеличено до 1,3: 1, начальная температура упала до 250 ° C. Тем не менее, температуры начала разложения комплексов были значительно выше, чем температуры каждого из компонентов, подтверждая образование комплексов.



Рис. 2 . Диаграммы термогравиметрического анализа AlCl ₃ , 4-пропилпиридина и их комплексов при различных соотношениях в инертной атмосфере гелия и скорости нагрева 20  ° C / мин.

В дополнение к ТГА, измерение масс-спектров (МС) также использовалось для наблюдения пиков молекулярных и квазимолекулярных ионов. Типичный пример МС-спектров AlCl ₃ /4-Pr-Py (1,1: 1) показан на рис. 3 . Основными катионными частицами ( рис. 3 , слева) были [4-Pr-PyH] ⁺ (m / z  =  121) и [AlCl ₂ (4-Pr-Py) ₂ ] ⁺ (m / z  =  340). Также были идентифицированы анионные частицы [AlCl ₄ ] ^- (m / z  =  169) ( рис. 3 , справа). Однако Al ₂ Cl ₇ ^- (m / z  = 275.5) в спектрах не наблюдалось. Этот результат аналогичен ранее полученным данным для ИЖ, основанных на комплексообразовании амида и AlCl ₃ [22] . Предполагается, что асимметричное расщепление AlCl ₃ генерирует AlCl ₂ ⁺ и AlCl ₄ ^- , а 4-Pr-Py координирует первый. Общее образование можно резюмировать следующим образом:(1)2AlCl ₃  +  2 4-Pr-Py  ↔  [AlCl ₂ (4-Pr-Py) ₂ ] ⁺  +  AlCl ₄ ^-



Рис. 3 . МС-спектр AlCl ₃ /4-пропилпиридина (1,1: 1) (4-Pr-Py  =  4-пропилпиридин, катионные частицы; справа: анионные частицы).

Ядерный магнитный резонанс (ЯМР) также использовался для идентификации скоординированных форм алюминия в новых ИЖ с хорошо изученной ИЖ AlCl ₃ / EMImCl в качестве эталона. Как видно на фиг. 4 , пик при 103  ppm для AlCl ₃ / EMImCl (смесь молярного отношения 1: 1) приписывается алюминию, содержащему частицы AlCl ₄ ^- . Для сравнения в спектрах ЯМР ИЖ AlCl ₃ /4-Pr-Py наблюдались два пика (смесь молярного отношения 1: 1). Пик при 103  ppm был приписан симметричному тетраэдрическому аниону AlCl ₄ ^- , а другой пик при 108  ppm был отнесен к катионным разновидностям алюминия, соответствующим [AlCl ₂ (4-Pr-Py)₂ ] ⁺ с аналогичной тетраэдрической структурой. Сдвиг в слабое поле был вызван изменением легенды координации [25] . Два скоординированных вида алюминия, наблюдаемые с помощью спектров ЯМР, соответствовали тем, которые наблюдались с помощью масс-спектроскопии. Для обеих ИЖ наблюдается расширение пика с увеличением количества AlCl ₃ . Повышенное количество координационных комплексов в системе может быть причиной наблюдаемого уширения пиков. Дальнейшее расследование продолжается. Обратите внимание, что трубка ЯМР генерировала широкий пик около 69 ppm наблюдается во всех образцах IL. Хотя анализ данных инфракрасного спектра (ИК) обычно ограничивается определением стехиометрии, это ценный инструмент, который может предоставить дополнительные доказательства того, что 4-Pr-Py образует комплекс с AlCl ₃ . В литературе «кольцевые» колебания пиридина и других полос в области 1700  см ^-1 и 1400  см ^-1 использовались для различения свободного основания, координированно связанного пиридина и иона пиридиния, который использовался для характеристики поверхности. кислотность [26] , [27] . Как показано на рис. 5 , два сильных пика 4-Pr-Py, наблюдаемые при 1414  см ^-1 и 1602  см ^-1.были сдвинуты до 1443  см ^-1 и 1629  см ^-1 после комплексообразования с AlCl ₃ . Это согласуется со сдвигами, наблюдаемыми для координационно связанных комплексов пиридина с BH ₃ [26] и AlCl ₃ [27] соответственно. Кроме того, два новых пика, наблюдаемые при 1072  см ^-1 и 1050  см ^-1 для ИЖ AlCl ₃ /4-Pr-Py (1,3: 1), скорее всего, произошли от исходного пика 993  см ^-1 чистого 4-Pr -Пы после комплексообразования. Таким образом, приведенные выше ИК-спектры дополнительно подтверждают наблюдение, что новая ИЖ образуется в результате комплексообразования AlCl _3. и нейтральный лиганд 4-Pr-Py.



Рис. 4 . Спектры ЯМР ²⁷ Al для ИЖ AlCl ₃ / EMIC и ИЖ AlCl ₃ /4-PrPy в различных мольных соотношениях в смеси.



Рис. 5 . ИК-Фурье спектр 4-Pr-Py и AlCl ₃ /4-Pr-Py.

Ионную проводимость новых ИЖ измеряли методом спектроскопии электрохимического импеданса с помощью самодельной ячейки с двумя платиновыми электродами, калиброванной 0,1  М водным раствором KCl [28] , [29] . На рис. 6 показана температурная зависимость ионной проводимости ИЖ, которая следует уравнению Фогеля-Фулчера-Таммана (VFT) σ  =  σ _o exp [- B / ( T  - T _o )], где σ _o (См · см ⁻¹ ), B (K) и T _o (K) - константы [30] , [31]  , [32] . Более того, хорошо известно, что ионная проводимость напрямую связана с количеством носителей заряда и их подвижностью посредством следующего уравнения:(2)σзнак равноΣпяqяμягде n _i , q _i и μ _i и - количество, заряд и подвижность носителя. Самые низкие значения ионной проводимости были измерены, когда молярное соотношение AlCl ₃ и 4-Pr-Py равно 1: 1. Когда молярное соотношение было увеличено до 1,1: 1 и 1,3: 1, ионная проводимость также значительно увеличилась, это наблюдение должно быть следствием увеличения как количества носителей заряда, так и повышенной подвижности ионов. Обсуждавшийся выше огромный скачок ионной проводимости также может служить косвенным доказательством отсутствия анионных разновидностей Al ₂ Cl ₇ ^- . Это связано с тем, что если избыток AlCl ₃ был напрямую связан с AlCl₄ ^- для образования Al ₂ Cl ₇ ^- , как в случае AlCl ₃ / EMIC, ионная проводимость уменьшится, потому что количество носителей заряда не изменится, а подвижность ионов (Al ₂ Cl ₇ ^- ) уменьшится (относительно AlCl ₄ ^- ). Следовательно, согласно уравнению (3) , вновь добавленный AlCl ₃ должен подвергнуться асимметричному расщеплению для образования катиона AlCl ₂ ⁺ и аниона AlCl ₄ ^- . Согласно уравнению (4), весьма вероятно, даже если мы не можем подтвердить это напрямую, что вновь образованный AlCl ₂ ⁺ мог оторвать один нейтральный лиганд от [AlCl ₂ (4-Pr-Py) ₂ ] ⁺ с образованием [AlCl ₂ (4- Пр-Пи)] ⁺ катион. Подвижность как AlCl ₂ ^{+, так} и [AlCl ₂ (4-Pr-Py)] ⁺ была выше, чем у [AlCl ₂ (4-Pr-Py) ₂ ] ⁺ , что подтверждалось одновременным снижением температуры стеклования. (Т _г ) ( рис.7 ). Например, T _g составляет −66 ° C при молярном соотношении 1: 1; однако T _g снизилась до -68  ° C и -72  ° C, когда молярное соотношение AlCl ₃ и 4-Pr-Py было увеличено до 1,1: 1 и 1,3: 1 соответственно. Однако, когда молярное соотношение было дополнительно увеличено с 1,3: 1 до 1,5: 1, ионная проводимость практически не увеличилась, что могло быть связано с уменьшением подвижности ионов (T _g увеличивается с -72  ° C до -71  ° C) и возможно образование ионных агрегатов или даже ионных пар [33] , [34] . Помимо ионной проводимости, мы также измеряли вязкость ИЖ. Как показано на рис. 8, проводимость неуклонно возрастала по мере уменьшения вязкости, за исключением одной крутой точки перехода при 50  ° C, которая явно была связана с температурой плавления IL (49  ° C, рис. 7 ). Особое внимание уделяется сравнению ионной проводимости при 50  ° C для трех ИЖ с молярным соотношением AlCl ₃ и 4-Pr-Py, равным 1,1: 1, 1,3: 1 и 1,5: 1 соответственно. Вязкость увеличивалась, когда молярное отношение AlCl ₃ увеличивалось с 1,1 до 1,5, поэтому соответствующее увеличение ионной проводимости как на фиг. 6, так и на фиг. 8 можно однозначно отнести к увеличению количества носителей зарядного устройства. Как показано на рис.7IL была твердым веществом с температурой плавления 49  ° C, когда молярные отношения AlCl ₃ и 4-Pr-Py составляли 1: 1 и 1,1: 1 соответственно; он оставался жидким, когда молярные отношения были дополнительно увеличены до 1,3: 1 и 1,5: 1 соответственно. Для простоты IL с молярным соотношением 1,3 и окружающей ионной проводимостью 5,0  ×  10 ^-4  См / см использовался для следующих измерений циклической вольтамперометрии (CV) и осаждения алюминия.(3)2AlCl ₃  ↔  AlCl ₂ ⁺  +  AlCl ₄ ^-(4)AlCl ₂ ⁺  +  [AlCl ₂ (4-Pr-Py) ₂ ] ⁺  ↔  2 [AlCl ₂ (4-Pr-Py)] ⁺



Рис. 6 . Температурная (от 25 до 100  ° C) зависимость ионной проводимости ионных жидкостей с различным мольным соотношением AlCl ₃ : 4-Pr-Py.

1. 
   Скачать: Скачать полноразмерное изображение
   

Рис. 7 . Термограммы ДСК ионных жидкостей с различным соотношением AlCl ₃ : 4-Pr-Py при скорости нагрева 10  ° C / мин в атмосфере азота. (Примечание: для ясности линии сдвинуты перпендикулярно).



Рис. 8 . График зависимости текучести от проводимости AlCl ₃ /4-Pr-Py с различными молярными отношениями.

На рис. 9 показана циклическая вольтамперограмма ИЖ на платиновом рабочем электроде при скорости сканирования 100  мВ / с. Осаждение алюминия началось при потенциале -0,16  В по отношению к Al / Al ³⁺ , и был соответствующий пик отрыва алюминия при 0,35  В. Было замечено, что область объемного осаждения показала характерную «петлю зародышеобразования», где прямая и обратная стороны текущий переход [35] . Электролиз в объеме проводился с использованием полированной медной ленты в качестве катода, спиральной алюминиевой проволоки в качестве противоэлектрода и прямой алюминиевой проволоки в качестве электрода сравнения. Как показано на фиг.9 , электролиз в объеме проводился с использованием потенциостатического метода; то есть постоянный потенциал −0,2  Вvs Al / Al ³⁺ . Электролиз проводили в течение 1 и 3  ч соответственно. На рис. 8 показаны цифровые изображения (A и C) и микрофотографии, полученные с помощью сканирующего электронного микроскопа (B и D), электроосажденного алюминия на медных подложках. Однородный, яркий, клейкий слой алюминия был получен после нанесения покрытия в течение всего 1  часа ( рис. 10 B). Когда время нанесения покрытия было увеличено до 3  часов, было получено более толстое и неравномерное осаждение алюминия ( фиг. 10 D) с толщиной приблизительно 3,3  мкм ( фиг. 11 ). Для подтверждения чистоты осаждения 1 h была дополнительно проанализирована с помощью дифракции рентгеновских лучей и энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии. Как показано на фиг. 12 , фиг. 13 , единственные сигналы соответствуют меди подложки и осажденному алюминию. Однако для практического применения предпочтительнее быстрое покрытие. На рис. 14А показана циклическая вольтамперограмма ИЖ при 50  ° C с типичной петлей восстановления и пиком отрыва. По сравнению с рис. 9 , ток восстановления Al при -0,6  В при 50  ° C был на 50% выше, чем при -0,4  В при комнатной температуре. Другое электроосаждение проводили при 50  ° C с потенциалом -0,6  В в течение 1  ч ( рис. 14).Б и В). Обнаружено, что  был получен шероховатый слой Al толщиной 3,9 мкм, что объяснялось предпочтением дендритного роста при более высокой скорости осаждения. Эти результаты показывают, что ИЖ на основе комплексообразования нейтрального пиридинового лиганда и AlCl ₃ являются хорошими кандидатами для электроосаждения алюминия, даже несмотря на то, что подробные параметры покрытия необходимо оптимизировать. Кроме того, AlCl ₃ /4-Pr-Py показал превосходную гидролитическую стабильность по сравнению с AlCl ₃ / EMIC. Для сравнения ИЖ извлекали из перчаточного бокса, и их гидролитическую стабильность контролировали на воздухе с помощью CV, проведенного в статическом химическом стакане. Как показано на рис. 15 , плотность тока AlCl ₃/ EMIC быстро снижается со временем ( рис. 15 a), в то время как показатель AlCl ₃ /4-Pr-Py со временем не изменяется ( рис. 15 b). Хотя начальная плотность тока AlCl ₃ / EMIC была более чем в десять раз больше, чем у AlCl ₃ /4-Pr-Py, через 70 мин она снизилась до примерно 15% AlCl ₃ /4-Pr-Py  ( рис. . 15 в). Эти результаты демонстрируют, что ИЖ AlCl ₃ /4-Pr-Py была более стабильной, чем ИЖ AlCl ₃ / EMIC при воздействии воздуха.



Рис.9 . Циклическая вольтамперограмма AlCl ₃ : 4-Pr-Py при молярном соотношении 1,3: 1 на платиновом рабочем электроде с алюминиевой проволокой в ​​качестве противоэлектрода и электрода сравнения. Пусковой потенциал: 1,0  В. Скорость сканирования: 100  мВ / с.



Рис 10 . Цифровые изображения (A и C) и микрофотографии с помощью сканирующего электронного микроскопа (B и D) осаждения алюминия на медные подложки. Электроосаждение проводили потенциостатическим методом (-0,2  В относительно Al / Al ³⁺ ) в ионной жидкости AlCl ₃ и 4-пропилпиридина с молярным соотношением 1,3: 1 в течение 1  ч (A и B) и 3  ч (C и D) при комнатной температуре.

1. 
   Скачать: Скачать полноразмерное изображение
   

Рис 11 . СЭМ-изображение поперечного сечения алюминия на подложке из меди. Электроосаждение проводили потенциостатическим методом (-0,2  В относительно Al / Al ³⁺ ) в ионной жидкости AlCl ₃ и 4-пропилпиридина с молярным соотношением 1,3: 1 в течение 3  ч при комнатной температуре.



Рис 12 . Рентгенограмма осаждения Al на медную фольгу.



Рис 13 . Анализ методом энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (EDX) осаждения алюминия на медную фольгу.



Рис 14 . A: Циклическая вольтамперограмма AlCl ₃ : 4-Pr-Py при молярном соотношении 1,3: 1 на платиновом рабочем электроде с алюминиевой проволокой в ​​качестве противоэлектрода и электрода сравнения при 50  ° C. Пусковой потенциал: 1,2  В. Скорость сканирования: 100  мВ / с. B: электронные микрофотографии осаждения алюминия на медные подложки. C: СЭМ-изображение поперечного сечения Al на Cu-подложке. Электроосаждение (для B и C) проводили потенциостатическим методом (-0,6  В относительно Al / Al ³⁺ ) в ионной жидкости AlCl ₃ и 4-пропилпиридина с мольным соотношением 1,3: 1 в течение 1  ч при 50  ° C. .



Рис.15 . Циклическая вольтамперограмма AlCl ₃ : EMIC (A и C) и AlCl ₃ : 4-Pr-Py (B и C) при молярном соотношении 1,3: 1 на платиновом рабочем электроде с алюминиевой проволокой в ​​качестве противоэлектрода и электрода сравнения для различных время. Скорость сканирования: 100  мВ / с. Характеристика непрерывно проводится в статических ИЖ без защитного газа.

4 . Выводы

Мы показали, что новые ИЖ могут быть получены из AlCl ₃ и нейтрального лиганда 4-пропилпириинда (4-Pr-Py). Физические свойства ИЖ, такие как термическая стабильность, температура стеклования, точка плавления и ионная проводимость, тесно связаны с соотношением компонентов в смеси. Эта ИЖ, образованная в результате комплексообразования алюминия с нейтральными лигандами, генерировала катионные частицы на основе алюминия [AlCl ₂ (4-Pr-Py) ₂ ] ⁺ и анионные частицы AlCl ₄ ^- , что было подтверждено измерениями как ЯМР, так и МС. Мы также показываем, что эти новые ИЖ могут быть успешно использованы для электроосаждения алюминия. В отличие от традиционных хлоралюминатов, в которых электроактивные частицы Al ₂ Cl₇ ^- очень чувствителен к влаге, новый электроактивный катионный алюминий менее чувствителен к влаге из-за комплексообразования лиганда. Кроме того, влагостойкость катионных частиц может быть дополнительно улучшена путем настройки структуры лиганда. Таким образом, эти новые ИЖ в комплексе с лигандом можно классифицировать как третье поколение хлоралюминатных ИЛ. Открытие нового ИЖ, устойчивого к воздуху и влаге, не только вдохновит нас на открытие и разработку новых ИЖ, но также может ускорить их практическое применение при осаждении алюминия для защиты от коррозии в различных областях.

Благодарности

Эта работа финансировалась Программой стратегических экологических исследований и разработок (SERDP) ( WP2316 ).

Рекомендации

[1]

Ф. Эндрес

Chemphyschem , 3 ( 2002 ) , стр. 144 - 154.

Посмотреть запись в Scopus

[2]

С. Уилкс Джон

Ионные жидкости в перспективе: прошлое с прицелом на промышленное будущее, ионные жидкости

Американское химическое общество ( 2002 ) , стр. 214 - 229.

Google Scholar

[3]

Дж. Ф. Хуанг , Е. М. Ло , С. Дай

J. Electrochem. Soc. , 153 ( 2006 ) , стр. J9 - J13

CrossRefПосмотреть запись в Scopus

[4]

Т. М. Андерсон , Д. Ингерсолл , А. Дж. Роуз , К. Л. Стайгер , Дж. К. Леонард

Dalton Trans. , 39 ( 2010 ) , с. 8609 - 8612

CrossRefПосмотретьзаписьв Scopus

[5]

HD Pratt , AJ Rose , CL Staiger , D. Ingersoll , TM Anderson

Dalton Trans. , 40 ( 2011 ) , с. 11396 - 11401

Посмотреть запись в Scopus

[6]

Д. Депюйдт , Н. Р. Брукс , С. Шалтин , Л. Ван Меервельт , Дж. Франсаер , К. Биннеманс

Chempluschem , 78 ( 2013 ) , стр. 578 - 588.

CrossRefПосмотреть запись в Scopus

[7]

Дж. Сникерс , Н. Р. Брукс , С. Шалтин , Л. Ван Меервельт , Дж. Франсаер , К. Биннеманс

Dalton Trans. , 43 ( 2014 ) , с. 1589 - 1598

Посмотреть запись в Scopus

[8]

А. П. Эбботт , Г. Фриш , К. С. Райдер

Анну. Rev. Mater. Res. , 43 ( 2013 ) , с. 335 - 358

CrossRefПосмотреть запись в Scopus

[9]

Ф. Херли, Электроосаждение алюминия, Патент США 2446331, 1948 г.

Google Scholar

[10]

TP Wier Jr., FH Hurley, Электроосаждение алюминия, Патент США, 2446349, 1948.

Google Scholar

[11]

JS Уилкс , JA Levisky , RA Wilson , CL Хасси

Неорг. Chem. , 21 ( 1982 ) , с. 1263 - 1264

CrossRefПосмотреть запись в Scopus

[12]

Дж. Танг , К. Азуми

Электрохим. Acta , 56 ( 2010 ) , стр. 1130 - 1137

Посмотреть запись в Scopus

[13]

Б. Ли , К. Фань , Ю. Чен , Дж. Лу , Л. Ян

Электрохим. Acta , 56 ( 2011 ) , стр. 5478 - 5482

СтатьяСкачать PDFПосмотреть запись в Scopus

[14]

М. Джонстон , Дж. Дж. Ли , Г. С. Чоттинер , Б. Миллер , Т. Цуда , К. Л. Хасси , Д. А. Шерсон

J. Phys. Chem. В , 109 ( 2005 ) , стр. 11296 - 11300

CrossRefПосмотретьзаписьв Scopus

[15]

JK Чанг , IW ВС , SJ Pan , MH Чжуан , MJ Дэн , WT Tsai

TI Met Finish , 86 ( 2008 ) , стр. 227 - 233

CrossRefПосмотреть запись в Scopus

[16]

Т. Цуда , С. Аримото , С. Кувабата , К. Л. Хасси

J. Electrochem. Soc. , 155 ( 2008 ) , с. D256 - D262

CrossRefПосмотреть запись в Scopus

[17]

Т. Цуда , К.Л. Хасси , Г.Р. Стаффорд , Ю.Е. Боневич

J. Electrochem. Soc. , 150 ( 2003 ) , стр. C234 - C243

Посмотреть запись в Scopus

[18]

Q. Zhu , CL Hussey

Elec Soc S , 99 ( 2000 ) , стр. 494 - 504.

Посмотреть запись в Scopus

[19]

WR Pitner , CL Хасси , GR Stafford

J. Electrochem. Soc. , 143 ( 1996 ) , с. 130 - 138

CrossRefПосмотретьзаписьв Scopus

[20]

Q. Ляо , WR Pitner , Г. Стюарт , CL Хасси , GR Stafford

J. Electrochem. Soc. , 144 ( 1997 ) , стр. 936 - 943

CrossRefПосмотретьзаписьв Scopus

[21]

Д.А. Этвуд

Coord. Chem. Ред. , 176 ( 1998 ) , стр. 407 - 430

СтатьяСкачать PDFПосмотреть запись в Scopus

[22]

HM Abood , AP Abbott , AD Ballantyne , KS Ryder

Chem. Commun. , 47 ( 2011 ) , с. 3523 - 3525

CrossRefПосмотреть запись в Scopus

[23]

Д.Д. Эли , Х. Уоттс

J. Chem. Soc. ( 1952 ) , стр. 1914 - 1918

CrossRefПосмотреть запись в Scopus

[24]

JS Уилкс , JA Levisky , RA Wilson , CL Хасси

Неорг. Chem. , 21 ( 1982 ) , с. 1263 - 1264

CrossRefПосмотреть запись в Scopus

[25]

Ф. Коулман , Г. Сринивасан , М. Свадзба-Квасны

Энгью. Chem. Int. Эд. , 52 ( 2013 ) , с. 12582 - 12586

CrossRefПосмотреть запись в Scopus

[26]

EP Parry

J. Catal. , 2 ( 1963 ) , с. 371 - 379

СтатьяСкачать PDFПосмотреть запись в Scopus

[27]

YL Ян , Ю. Коу

Chem. Comm. ( 2004 ) , стр. 226 - 227

Посмотреть запись в Scopus

[28]

С. Ляо , Н. Шао , К. Хан , XG ВС , DE Jiang , EW Hagaman , С. Dai

Phys. Chem. Chem. Phys. , 13 ( 2011 ) , с. 21503 - 21510

CrossRefПосмотретьзаписьв Scopus

[29]

XG Sun , C. Liao , N. Shao , JR Bell , BK Guo , HM Luo , DE Jiang , S. Dai

J. Power Sources , 237 ( 2013 ) , стр. 5 - 12

СтатьяСкачать PDFПосмотреть запись в Scopus

[30]

Х. Фогель

Phys. З. , 22 ( 1921 ) , с. 645

Посмотреть запись в Scopus

[31]

Г. Тамман , WZ Hesse

Анорг. Allg. Chem. , 156 ( 1926 ) , с. 245 - 257

[32]

Г.С. Фулчер

Варенье. Ceram. Soc. , 8 ( 1923 ) , с. 339 - 355

[33]

А.А. Фаннин- младший , Д.А. Флореани , Л.А. Кинг , Дж. С. Ландерс , Б. Дж. Пирсма , DJ Стеч , Р. Л. Вон , Дж. С. Уилкс , Дж. Л. Уильямс

J. Phys. Chem. В , 88 ( 1984 ) , стр. 2614 - 2621

CrossRefПосмотреть запись в Scopus

[34]

М. Липштайн , Р. А. Остериунг

J. Electrochem. Soc. , 132 ( 1985 ) , стр. 1126 - 1130

CrossRefПосмотреть запись в Scopus

[35]

Р. Wibowo , SEW Джонс , Р. Комптон

J. Phys. Chem. Б. , 113 ( 2009 ) , стр. 12293 - 12298

CrossRefПосмотреть запись в Scopus