4級アンモニウムトリフラート系非アルミネート室温溶融塩からの金属電析プロセス

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12650733
• Research Institution: KYOTO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 平藤 哲司 京都大学, 工学研究科, 助教授 (70208833)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 林 好一 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (20283632) ; 邑瀬 邦明 京都大学, 工学研究科, 助手 (30283633) ; 粟倉 泰弘 京都大学, 工学研究科, 教授 (70109015)
• Keywords: 非水溶媒 / 常温溶触塩 / イオン性液体 / 電気めっき / 亜鉛めっき / ニッケルめっき / マグネシウム電析 / イミド塩

Research Abstract

本研究では、水溶液からでは電析が困難な卑金属を電析するための電析浴の溶媒として、新しいアンモニウムイミド系室温溶融塩であるtrimethyl-n-hexylammonium bis((trifluoromethyl)sulfonyl)amide(TMHATf_2N)を用いることを目的とした。室温溶融塩TMHATf_2Nを合成し、金属塩および金属化合物を溶解した浴について、サイクリックボルタンメトリーおよび定電位電解を行い、室温溶融塩中での金属の酸化還元挙動について調べるとともに、電析物の分析を行った。その結果、以下の知見を得た。
(1)ニッケル、亜鉛、マグネシウムについて、各金属イオンとTf_2Nアニオンからなる塩を合成し室温溶融塩TMHATf_2Nに溶解することによって、各金属イオンを含む浴を調製することができた。それぞれのサイクリックボルタモグラムには金属化学種の酸化還元反応に起因する電流が観測され、定電位電解によって当該金属をカソード上に単体で析出させることができた。電析ニッケルおよび亜鉛は黒ずんだ外観であった。また、電析マグネシウムはデンドライト状であった。
(2)TMHATf_2Nに四塩化チタンを溶解した浴のサイクリックボルタモグラムからは、チタン化学種の酸化還元反応によると思われる電流が観測された。しかし定電位電解では、金属チタンを得ることはできなかった。
(3)1価の銅イオンCu^+とマグネシウムイオンMg^<2+>を含むTMHATf_2N浴から電析を行ったところ、CuおよびMgをともに含む合金電析物が得られた。EPMA分析によるMg含有率は約23at.%であった。X線回折ではCuの回折のみがみられたため、CuにMgが固溶していると考えられた。
(4)亜鉛イオンZn^<2+>とマグネシウムイオンMg^<2+>を含むTMHATf_2N浴から電析を行ったところ、同様にZn-Mg合金電析物を得た。

Research Products

• [Publications] K.Murase: "Electrochemical Behavior of Copper in Trimethyl-n-hexylammonium Bis((trifluoromethyl)sulfonyl)amide, an Ammonium Imide Type RTMS"Journal of Applied Electrochemistry. 31・10. 1089-1094 (2001)
• [Publications] T.Hirato: "The Electrolytic Codeposition of Silica Particles with Aluminum from AlCl_3-Dimethylsulfone Electrolytes"Journal of the Electrochemical Society. 148・4. C280-C283 (2001)