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Morphological dependence of silver electrodeposits investigated by changing the ionic liquid solvent and the deposition parameters.
Figueredo-Sobrinho, Francisco A A; Santos, Luis P M; Leite, Davi S; Craveiro, Diego C; Santos, Samir H; Eguiluz, Katlin I B; Salazar-Banda, Giancarlo R; Maciel, Cleiton D; Coutinho-Neto, Maurício D; Homem-de-Mello, Paula; de Lima-Neto, Pedro; Correia, Adriana N.
Afiliação
  • Figueredo-Sobrinho FA; Departamento de Química Analítica e Físico-Química, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Bloco 940 Campus do Pici, 60440-900, Fortaleza-CE, Brazil. adriana@ufc.br.
  • Santos LP; Departamento de Química Analítica e Físico-Química, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Bloco 940 Campus do Pici, 60440-900, Fortaleza-CE, Brazil. adriana@ufc.br.
  • Leite DS; Departamento de Química Analítica e Físico-Química, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Bloco 940 Campus do Pici, 60440-900, Fortaleza-CE, Brazil. adriana@ufc.br.
  • Craveiro DC; Departamento de Química Analítica e Físico-Química, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Bloco 940 Campus do Pici, 60440-900, Fortaleza-CE, Brazil. adriana@ufc.br.
  • Santos SH; Instituto de Tecnologia e Pesquisa/Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Processos, Universidade Tiradentes, 49032-490, Aracaju-SE, Brazil.
  • Eguiluz KI; Instituto de Tecnologia e Pesquisa/Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Processos, Universidade Tiradentes, 49032-490, Aracaju-SE, Brazil.
  • Salazar-Banda GR; Instituto de Tecnologia e Pesquisa/Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Processos, Universidade Tiradentes, 49032-490, Aracaju-SE, Brazil.
  • Maciel CD; ABCSim, Centro de Ciências Naturais e Humanas, Universidade Federal do ABC, Avenida dos Estados, 5001, Bloco B, sala 1017, 09210-580, Santo André-SP, Brazil.
  • Coutinho-Neto MD; ABCSim, Centro de Ciências Naturais e Humanas, Universidade Federal do ABC, Avenida dos Estados, 5001, Bloco B, sala 1017, 09210-580, Santo André-SP, Brazil.
  • Homem-de-Mello P; ABCSim, Centro de Ciências Naturais e Humanas, Universidade Federal do ABC, Avenida dos Estados, 5001, Bloco B, sala 1017, 09210-580, Santo André-SP, Brazil.
  • de Lima-Neto P; Departamento de Química Analítica e Físico-Química, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Bloco 940 Campus do Pici, 60440-900, Fortaleza-CE, Brazil. adriana@ufc.br.
  • Correia AN; Departamento de Química Analítica e Físico-Química, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Bloco 940 Campus do Pici, 60440-900, Fortaleza-CE, Brazil. adriana@ufc.br.
Phys Chem Chem Phys ; 18(10): 7242-50, 2016 Mar 14.
Article em En | MEDLINE | ID: mdl-26891224
ABSTRACT
The low toxicity and environmentally compatible ionic liquids (ILs) are alternatives to the toxic and harmful cyanide-based baths used in industrial silver electrodeposition. Here, we report the successful galvanostatic electrodeposition of silver films using the air and water stable ILs 1-ethyl-3-methylimidazolium trifluoromethylsulfonate ([EMIM]TfO) and 1-H-3-methylimidazolium hydrogen sulphate ([HMIM(+)][HSO4(-)]) as solvents and AgTfO as the source of silver. The electrochemical deposition parameters were thoughtfully studied by cyclic voltammetry before deposition. The electrodeposits were characterized by scanning electron microscopy coupled with X-ray energy dispersive spectroscopy and X-ray diffraction. Molecular dynamics (MD) simulations were used to investigate the structural dynamic and energetic properties of AgTfO in both ILs. Cyclic voltammetry experiments revealed that the reduction of silver is a diffusion-controlled process. The morphology of the silver coatings obtained in [EMIM]TfO is independent of the applied current density, resulting in nodular electrodeposits grouped as crystalline clusters. However, the current density significantly influences the morphology of silver electrodeposits obtained in [HMIM(+)][HSO4(-)], thus evolving from dendrites at 15 mA cm(-2) to the coexistence of dendrites and columnar shapes at 30 mA cm(-2). These differences are probably due to the greater interaction of Ag(+) with [HSO4(-)] than with TfO(-), as indicated by the MD simulations. The morphology of Ag deposits is independent of the electrodeposition temperature for both ILs, but higher values of temperature promoted increased cluster sizes. Pure face-centred cubic polycrystalline Ag was deposited on the films with crystallite sizes on the nanometre scale. The morphological dependence of Ag electrodeposits obtained in the [HMIM(+)][HSO4(-)] IL on the current density applied opens up the opportunity to produce different and predetermined Ag deposits.

Texto completo: 1 Coleções: 01-internacional Base de dados: MEDLINE Idioma: En Ano de publicação: 2016 Tipo de documento: Article

Texto completo: 1 Coleções: 01-internacional Base de dados: MEDLINE Idioma: En Ano de publicação: 2016 Tipo de documento: Article