一種堿性電解液以及在該堿性體系中電鍍鎳的方法技術

本發明專利技術公開了一種堿性電解液以及在該堿性體系中電鍍鎳的方法。所述堿性電解液包含氯化鎳、氯化銨、氨水、苯亞磺酸鈉和水，其中氯化鎳濃度為30～500g/L、氯化銨濃度為40～400g/L、氨水濃度為50～500g/L、苯亞磺酸鈉濃度為0.05～2g/L。一種在堿性體系中電鍍鎳的方法，包括以下步驟：(1)配制所述堿性電解液；(2)對陰極材料進行去除表面氧化層、除油處理，陽極材料置于鹽酸中浸泡去除表面雜質；(3)將經前處理后的陰極材料和陽極材料置于裝有堿性電解液的電解槽中進行電沉積，取出陰極用水洗凈、冷風吹干后即得到光亮平整的鎳鍍層。所述堿性電解液可有效地解決沉積鎳層發黑發脆的難題，成功電鍍平整光亮鎳，具有電流效率高，制備的鎳光亮、韌性佳、結合力好等優點。

【技術實現步驟摘要】
(一)
本專利技術涉及一種堿性電解液以及在該堿性體系中電鍍鎳的方法，屬于電鍍
(二)
技術介紹
在當前電鍍鎳的工業生產中，主要以硼酸體系的瓦特鍍鎳液來電鍍鎳，此工藝經過數十年的改造與革新，不斷完善，已經日漸成熟，但是隨著社會的發展，科技的進步，傳統的電鍍鎳工藝在生產中日益顯露其存在的缺點。傳統的電鍍鎳工藝存在的缺點如下：1.采用酸性體系電沉積鎳工藝，以硼酸為緩沖劑，需要嚴格將pH控制在4.5～5.4的范圍內，pH過低會導致陰極效率降低，pH過高會導致氫氧化鎳的形成，鎳的物理性能和形貌變差。2.采用不溶性陽極電鍍時，陽極會釋放出有毒氣體氯氣，氯氣回收處理增加生產成本，增加工藝流程，不符合現代社會綠色高效生產的理念。因此，研究一種相對高效綠色，工藝流程相對簡便，能夠適用機械化自動化生產，增加產能，擴大緩沖添加劑的pH范圍的電鍍鎳方法對于電鍍鎳的工業生產有著不言而喻的巨大意義，而且也符合當下國家倡導的綠色生產政策。以氨浸出液直接作為電解液電鍍鎳具有很高的研究價值，但是相對于目前成熟的電鍍鎳體系，這方面的研究幾乎空白，并且相關應用中存在著諸多不足。本專利技術提出了一種堿性體系電鍍鎳的方法，具有巨大的前景、環境以及經濟效益。(三)
技術實現思路
本專利技術針對現有硼酸體系的不足，以及鎳氨絡合堿性體系電鍍鎳發黑發脆的問題，提出一種堿性電解液及在該堿性體系中電鍍鎳的方法，所述堿性電解液通過在鎳氨絡合堿性體系加入適量苯亞磺酸鈉，可有效地解決沉積鎳層發黑發脆的難題，成功電鍍平整光亮鎳，這種方法具有電流效率高，制備的鎳光亮、韌性佳、
結合力好等優點。為實現上述目的，本專利技術采用如下技術方案：本專利技術提供了一種堿性電解液，其包含氯化鎳、氯化銨、氨水、苯亞磺酸鈉和水，其中氯化鎳濃度范圍為30～500g/L、氯化銨濃度范圍為40～400g/L、氨水濃度(以NH3·H2O計)范圍為50～500g/L、苯亞磺酸鈉濃度范圍為0.05～2g/L。進一步，所述氯化鎳優選濃度為80～300g/L。進一步，所述氯化銨優選濃度為100～250g/L。進一步，所述氨水優選濃度為100～300g/L。進一步，所述苯亞磺酸鈉優選濃度為0.1～0.5g/L。進一步，所述堿性電解液由氯化鎳、氯化銨、氨水、苯亞磺酸鈉和水配制而成。更進一步，所述堿性電解液的配制步驟為：將氯化鎳、氯化銨加入少量水中加熱溶解，待溶液冷卻后加入氨水和水混合，在25～65℃恒溫條件下攪拌均勻，加入苯亞磺酸鈉，最終配制得到堿性電解液。本專利技術進一步提供了一種在堿性體系中電鍍鎳的方法，所述方法包括以下步驟：(1)配制堿性電解液；(2)對陰極材料進行去除表面氧化層、除油處理，陽極材料置于1～5mol/L的鹽酸中浸泡5～20min去除表面雜質；(3)將經步驟(2)前處理后的陰極材料和陽極材料置于裝有堿性電解液的電解槽中，控制電沉積溫度20～60℃和電解液攪拌速度200～700r/min，采用恒電流的方式，控制電流密度電流密度為-100～-500A/m2，電沉積3～60min，取出陰極用水洗凈、冷風吹干后即得到光亮平整的鎳鍍層。進一步，步驟(2)中，陰極材料可以是現有電鍍
可用來作為陰極的電極材料，優選陰極材料為不銹鋼、銅或鈦。陰極材料一般可用砂紙打磨去除表面氧化物，然后通過清洗溶劑進行除油清洗，清洗溶劑可以是丙酮、乙醇、水等。進一步，步驟(2)中，陽極材料可以是現有電鍍領域可用來作為陽極的電
極材料，優選陽極材料為釕鈦陽極、石墨或鉑。前處理使用的鹽酸濃度優選為3～5mol/L，浸泡時間優選為10～20min。進一步，步驟(3)中，電鍍溫度范圍優選為40～60℃。進一步，步驟(3)中，堿性電解液攪拌速度優選為200～500r/min。進一步，步驟(3)中，電流密度優選為-200～-400A/m2。進一步，步驟(3)中，電鍍時間優選為5～30min。進一步，所述制備由步驟(1)～(3)組成。本專利技術的有益效果是：本專利技術解決了鎳氨堿性體系中電鍍鎳發黑發脆的問題，在堿性體系下制備得到的光亮平整鍍鎳層，有較好的結合力和耐蝕性，能夠滿足工業需求。本專利技術所需電解液能夠用氨浸出工藝獲得，工藝流程簡單，陽極不產生有毒氯氣，綠色環保，具有巨大的前景、環境以及經濟效益。(四)附圖說明圖1為實施例3電鍍鎳的掃描電子顯微鏡照片。(五)具體實施方式下面通過具體實施例對本專利技術進行進一步的說明，但本專利技術的保護范圍并不僅限于此。實施例1配置含氯化鎳30g/L，氯化銨40g/L，氨水50g/L，苯亞磺酸鈉0.05g/L的電解液250mL。以釕鈦電極陽極，在1mol/L的鹽酸中浸置20min去除表面附著的雜質，取出用去離子水沖洗，冷風吹干。以不銹鋼為陰極材料，分別經過1#、3#、5#砂紙打磨、無水乙醇除油、去離子水洗滌冷風吹干后，將陰極、陽極同時放入電解槽中，控制電沉積溫度為20℃，電流密度為-100A/m2，攪拌電解液速度為200r/min，電沉積60min后，取出陰極，用水沖洗表面的殘留電解液，冷風吹干后，得到表面光亮且平整的鍍鎳層。實例1電鍍鎳的電流效率為97.21％。實施例2配置含氯化鎳500g/L，氯化銨400g/L，氨水500g/L，苯亞磺酸鈉2g/L的電解液250mL。以釕鈦電極陽極，在5mol/L的鹽酸中浸置5min去除表面附著的雜質，取出用去離子水沖洗，冷風吹干。以不銹鋼為陰極材料，分別經過1#、3#、5#砂紙打磨、無水乙醇除油、去離子水洗滌冷風吹干后，將陰極、陽極同時放入電解槽中，控制電沉積溫度為60℃，電流密度為-500A/m2，攪拌電解液速度為700r/min，電沉積3min后，取出陰極，用水沖洗表面的殘留電解液，冷風吹干后，得到表面光亮且平整的鍍鎳層。實例2電沉積鎳的電流效率為95.21％實施例3配置含氯化鎳80g/L，氯化銨100g/L，氨水100g/L，苯亞磺酸鈉0.1g/L的電解液250mL。以釕鈦電極陽極，在5mol/L的鹽酸中浸置10min去除表面附著的雜質，取出用去離子水沖洗，冷風吹干。以不銹鋼為陰極材料，分別經過1#、3#、5#砂紙打磨、無水乙醇除油、去離子水洗滌冷風吹干后，將陰極、陽極同時放入電解槽中，控制電沉積溫度為40℃，電流密度為-200A/m2，攪拌電解液速度為200r/min，電沉積30min后，取出陰極，用水沖洗表面的殘留電解液，冷風吹干后，得到表面光亮且平整的鍍鎳層。實例3電鍍鎳的電流效率為97.56％。實施例4配置含氯化鎳300g/L，氯化銨250g/L，氨水300g/L，苯亞磺酸鈉0.5g/L的電解液250mL。以釕鈦電極陽極，在3mol/L的鹽酸中浸置20min去除表面附著的雜質，取出用去離子水沖洗，冷風吹干。以不銹鋼為陰極材料，分別經過1#、3#、5#砂紙打磨、無水乙醇除油、去離子水洗滌冷風吹干后，將陰極、陽極同時放入電解槽中，控制電沉積溫度為60℃，電流密度為-400A/m2，攪拌電解液速度為500r/min，電沉積5min后，取出陰極，用水沖洗表面的殘留電解液，冷風吹干后，得到表面光亮且平整的鍍鎳層。實例4鍍鎳層的電流效率為96.81％。實施例5配置含本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種堿性電解液，其特征在于：所述堿性電解液包含氯化鎳、氯化銨、氨水、苯亞磺酸鈉和水，其中氯化鎳濃度范圍為30～500g/L、氯化銨濃度范圍為40～400g/L、氨水濃度范圍為50～500g/L、苯亞磺酸鈉濃度范圍為0.05～2g/L。

【技術特征摘要】
1.一種堿性電解液，其特征在于：所述堿性電解液包含氯化鎳、氯化銨、氨水、苯亞磺酸鈉和水，其中氯化鎳濃度范圍為30～500g/L、氯化銨濃度范圍為40～400g/L、氨水濃度范圍為50～500g/L、苯亞磺酸鈉濃度范圍為0.05～2g/L。2.如權利要求1所述的堿性電解液，其特征在于：所述堿性電解液由氯化鎳、氯化銨、氨水、苯亞磺酸鈉和水配制而成。3.如權利要求1或2所述的堿性電解液，其特征在于：所述氯化鎳濃度為80～300g/L。4.如權利要求1或2所述的堿性電解液，其特征在于：所述氯化銨濃度為100～250g/L。5.如權利要求1或2所述的堿性電解液，其特征在于：所述氨水濃度為100～300g/L。6.如權利要求1或2所述的堿性電解液，其特征在于：所述苯亞磺酸鈉濃度為0.1～0.5g/L。7.一種在堿性體系中電鍍鎳的方法，所述方法包括以下步驟：(1)配制如權利要求1所述的堿性電解液；(2)對陰極材料進行去除表面氧...

【專利技術屬性】
技術研發人員：伍廉奎，鄭國渠，曹華珍，
申請(專利權)人：浙江工業大學義烏科學技術研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：浙江;33