基于胆碱氯化物-六水合氯化钴低共熔体系的物化性质调控与金属电沉积研究

　　本研究针对传统金属电沉积过程中溶剂高毒性、高成本及氢脆等问题，系统探究了胆碱氯化物(ChCl)/六水合氯化钴(CoCl2 ·6H2 O)低共熔溶剂(DES)的物化性质与电沉积行为。通过DSC、电导率测试等技术确定最佳共晶比为2:1，实现4.8 S m?1 高电导率，并成功制备出低杂质钴镀层，为绿色冶金和功能材料开发提供新策略。

　　

在金属电镀和电池材料领域，传统水溶液体系存在氢脆风险，而离子液体成本高昂、粘度大。低共熔溶剂(DES)因其可调物化性质成为新兴替代方案，但关于含金属盐的II型DES研究仍属空白。意大利比萨大学团队聚焦关键原材料钴，选择胆碱氯化物(ChCl)与六水合氯化钴(CoCl₂
·6H₂
O)体系，首次系统研究其作为电沉积介质的潜力。

研究采用差示扫描量热法(DSC)确定共晶点，通过热重分析(TGA)、旋转粘度计、电化学工作站等技术表征温度与组成对物化性质的影响。关键发现包括：共晶组成为ChCl:CoCl₂
·6H₂
O=2:1时熔点低至293 K，电导率高达4.8 S m^?1
；Walden图显示体系具有高离子性；恒电位法成功获得形貌可控的钴镀层，SEM-EDX证实纯度优异。

Preparation of mixtures
通过精确控制前驱体水分含量（ChCl真空干燥后水含量<0.1 wt%），在343 K下熔融混合获得均质液体，为后续测试提供基准体系。

Melting point determination
DSC揭示所有比例混合物均呈现单一吸热峰（T_onset
≈290 K），证实形成真共晶。冷却曲线显示过冷现象，表明成核能垒较高。

Conclusions
该工作不仅填补了II型DES应用于钴电沉积的研究空白，更通过建立组成-性质-性能关联规律，为设计低成本、低环境影响的金属提取工艺提供理论依据。论文发表于《Journal of Molecular Liquids》。

重要意义
突破性地证明水合金属盐DES可实现高效电沉积，其高金属浓度（远超传统DES的0.5 M上限）和宽电化学窗口特性，为锂电池电极材料制备、贵金属回收等领域开辟新途径。研究揭示的物化性质温度依赖性，对工业化过程参数优化具有直接指导价值。