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由特定的阳离子和阴离子组成的离子液体,在室温或近于室温下呈液态的离子化合物,电化学窗口很宽,可用于金属的电沉积。本文合成了氯化1-丁基-3-甲基咪唑([bmim]C1中间体和[bmim]BF4、[bmim]PF6、[bmim]Cl-AlCl3离子液体。在不同温度、有氧和无氧的条件下研究金属在离子液体中的溶解。测定了有氧和无氧的外在条件下,金属(Al、Cu、Fe)在离子液体中的溶解性能。实验结果表明,实验温度越高,金属的溶解速率越快,失重越多,金属离子在离子液体中的饱和浓度越大。空气的介入对金属在离子液体中溶解的影响很大,能改变金属的溶解机理。Al在[bmim]BF4和[bmim]PF6离子液体中几乎不溶,Al2O3膜阻隔了Al与离子液体的接触。一旦破坏了Al2O3保护层,Al的溶解速率加快。在[bmim]Cl-AlCl3离子液体中Al被Cl-腐蚀,溶解的很快。三种离子液体都能溶解金属Fe,但在[bmim]Cl-AlCl3离子液体中的溶解量最大,溶解速率基本恒定,不同条件下反应的活化能有很大差异。Cu在[bmim]PF6中的溶解很少,但在[bmim]Cl-AlCl3离子液体中被剧烈腐蚀。必须有氧存在Cu才能在[bmim]BF4离子液体中溶解。在25至70℃、空气气氛下,Cu溶解的表观活化能为21760 J/mol金属Cu、Fe、Al在离子液体中的溶解性有差异。[bmim]BF4离子液体对金属Cu、Fe、Al的溶解顺序为Cu>Fe>Al。[bmim]PF6离子液体对金属Cu、Fe、Al的溶解顺序大致上为Fe>Al>Cu。在[bmim]BF4离子液体中,Cu2+的饱和浓度随氧分压增大而增大。相比[bmim]BF4和[bmim]PF6离子液体,因为有Cl-的存在,Cu2+在[bmim]Cl-AlCl3中的饱和浓度最大。Cu在[bmim]BF4离子液体中的溶解过程受扩散控制,反应速率主要取决于生成的Cu2+从固液界面扩散到溶液主体中的速率。在不同氧分压和温度下Cu在[bmim]BF4离子液体中的反应速率方程为随着温度的升高,Cu的腐蚀电位逐渐负移,腐蚀电流密度不断增大,腐蚀速率也随之加快。氧气气氛下,Cu的腐蚀电位、腐蚀电流密度和腐蚀速率最大,电位随着氧分压的减小逐渐负移,速率随氧分压的减小逐渐减小。相对于空气和氩气,氧气气氛下离子液体[bmim]BF4溶液电位最高。增大氧分压能加强溶液的氧化还原能力,即提高溶液电位。溶液电位的升高能加速金属的溶解。