[发明专利]一种镀金液及其镀金方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种镀金液及其镀金方法，更确切地说，涉及一种含金盐的室温离子液体镀金液和在该镀金液中电镀金的方法。

背景技术

金具有良好的延展性和导电、导热性，化学稳定性高，耐高温、耐腐蚀，因此常常被镀覆在零件和仪表的表面，赋予其某些特殊功能，从而在电器、电子元件、国防科技及装饰等方面得到广泛的应用。

镀金液通常有氰化物镀金液和无氰镀金液两大类。氰化物镀金液由于大量使用剧毒的氰化物，在生产安全、环境保护等方面有很大的缺陷。无氰镀金液中使用的有机溶剂一般有毒、易挥发、易燃，并且性质不稳定，易氧化分解；也有用亚硫酸金盐镀金液，但其稳定性稍差。

最近几十年来，离子液体(也叫室温熔盐)作为一种新型的“绿色”溶剂，由于其具有宽的电化学窗口，对有机和无机化合物有很好的溶解性和低蒸汽压、低毒等优点，因而在金属电沉积方面的研究得到了迅速的开展。但是有关室温离子液体中电沉积金的文献报道并不多。目前公开的资料：一、1992年X.H.Xu等报道了在AlCl₃型离子液体中进行金(Au)的电沉积；二是1999年Eric R.Schreiter等报道了离子液体[emim]Cl-AuCl₃的制备。室温下，AuCl₃与[emim]Cl的摩尔比在1/2～1/3范围内为液体，可以进行Au的电沉积。但这种AlCl₃型离子液体对空气和水敏感，需要在真空和惰性气体保护的条件下操作，因此采用AlCl₃型离子液体镀金，在实际生产中的推广受到限制；三、在公开号为CN101092725的中国发明专利中公开了一种以Au(PPh₃)Cl或Au(PPh₃)Br为金盐，在离子液体[bmim]BF₄或[bmim]PF₆进行金的电沉积，但这种离子液体价格比较高，制备也比较困难。

发明内容

本发明的目的在于针对上述存在的问题，充分利用Reline离子液体的优点，提供一种新的镀金液及其镀金方法。

为达到上述目的，本发明镀金液采用的技术方案是：一种镀金液，由含金盐的室温离子液体构成，所述金盐采用Au(PPh3)Cl或Au(PPh3)Br；室温离子液体是Reline离子液体；金盐在室温离子液体中的摩尔浓度为0.005mol/L～0.017mol/L。

为达到上述目的，本发明镀金方法采用的技术方案是：一种镀金方法，在电解槽内，以含金盐的室温离子液体为镀金液，用金属金为阳极，待镀材料为阴极，采用直流电解的方式，在阴极还原得到光亮的金镀层，所述金盐采用Au(PPh₃)Cl或Au(PPh₃)Br；室温离子液体是Reline离子液体，金盐在室温离子液体中的摩尔浓度为0.005mol/L～0.017mol/L；所述直流电解在温度为40～100℃，槽电压为1.5～2.5V，电流密度为0.1～0.5A/dm²，极距为5～50mm的条件下进行。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1、上述方案中，金盐在室温离子液体中的较好的浓度范围为0.006mol/L～0.015mol/L。

2、上述方案中，所述金盐采用Au(PPh₃)Cl或Au(PPh3)Br，具体化学名称为氯化三苯基膦合金(I)和溴化三苯基膦合金(I)。

3、上述方案中，所述待镀材料分为金属和非金属两类，金属材料选择下列材料之一：铁、不锈钢、钛、铜、镍等。非金属材料选择下列材料之一：石墨、导电塑料等，但以非金属材料直接作为待镀材料时，该非金属材料需要具有一定的导电性。

4、上述方案中，氯化胆碱和尿素形成的室温离子液体，又称为Reline离子液体，它具有价格便宜、原料易得、容易制备、污染小、环境友好、更适合于工业化应用等优点，尿素和氯化胆碱以摩尔比2∶1混合，加热到80℃，搅拌半小时，得无色粘稠液体即为Reline离子液体。

5、上述方案中，在电沉积金的实验中，我们在相同条件下尝试了一些金盐包括HAuCl4、NaAuCl4、Au(PPh3)Cl。通过比较发现，HAuCl4由于析出电位较高，极易还原，无法电镀得到致密镀层，但可以用于化学镀；NaAuCl4、Au(PPh3)Cl都可以从离子液体中电沉积出金，但从沉积效果和稳定性等方面综合考虑，我们选择了Au(PPh3)Cl作为主盐。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：