编辑推荐：
这篇综述聚焦低共熔溶剂（DES）在电沉积用于腐蚀防护领域的研究进展。详细阐述了 DES 的特性、电沉积原理及应用，探讨了影响涂层耐腐蚀性能的因素，为开发新型耐腐蚀材料和优化电沉积方法提供了重要参考。
1. 引言
非水电解质中的电沉积近年来备受关注，低共熔溶剂（DES）作为其中独特的一类，具有低毒性、高稳定性等优势，在金属、合金及纳米复合材料的电沉积中应用广泛。本综述重点关注基于 DES 的电沉积方法在制备具有特定性能涂层方面的进展，尤其是其腐蚀稳定性和防护性能。
2. 低共熔溶剂
DES 是由氢键受体（HBA）和氢键供体（HBD）按适当摩尔比混合形成的共晶相，熔点显著降低。其种类繁多，主要通过氢键相互作用，根据化学组成可分为多种类型。DES 具有绿色环保、低毒、可生物降解等特点，在众多领域有广泛应用，在电沉积中也展现出独特优势。
3. 电沉积原理
电沉积通常指阴极电沉积，是金属离子在电极表面通过电化学还原形成涂层的过程。该过程涉及阴阳两电极和电解液，电解液的性质对沉积质量至关重要。影响沉积层质量的参数包括沉积电位、电流密度、时间、温度、离子浓度等，通过调整这些参数可优化涂层性能。
4. DES 在增强耐腐蚀电沉积中的应用
传统水溶液电沉积存在局限，离子液体（ILs）虽有优势但也面临挑战，DES 作为新兴替代物受到关注。在电沉积研究中，多数集中于涂层结构和性能表征，对关键电镀参数影响涂层腐蚀稳定性和防护性能的研究较少。
- 金属电沉积
- 镍（Ni）：在 Ethaline 中电沉积的 Ni 涂层微观结构和性能可控，但部分结构的耐腐蚀性低于基底。在 Reline 中添加适量水和烟酸（NA）可提高 Ni 涂层耐腐蚀性。
- 锌（Zn）：DES 组成、温度、添加剂等因素影响 Zn 涂层的形核生长和耐腐蚀性。如在 Reline 中控制温度和电位可制备出耐腐蚀性良好的 Zn 涂层，添加 DMSO 等添加剂也能提升其耐腐蚀性。
- 铜（Cu）：在 Ethaline 中添加乙二胺（EDA）可使 Cu 涂层更均匀，化学修饰后的超疏水 Cu 涂层耐腐蚀性增强。
- 锡（Sn）：从特定 DES 中电沉积的 Sn 涂层在 0.5M NaCl 溶液中浸泡后，腐蚀性能有所改善，且形成的钝化膜可增强保护特性。
- 铝（Al）：Al 在电子和储能领域应用重要，但难以从水溶液中电沉积。基于 DES 的 Al 电沉积研究逐渐兴起，添加适量烟酰胺可提高 Al 涂层的耐腐蚀性。
- 铬（Cr）：使用 DES 从含 Cr (III) 的电解液中电沉积 Cr 涂层可避免 Cr (VI) 的危害，但仍面临一些挑战。如在 Ethaline 中电沉积 Cr 涂层时，需优化 DES 组成和添加剂以提高涂层质量。
- 金属合金
- 镍基二元合金：Ni-Zn、Ni-Sn、Ni-Co、Ni-Cu、Ni-Mo 等合金涂层的耐腐蚀性受多种因素影响，如合金成分、微观结构、沉积电位等。一般来说，高 Ni 含量且结构致密的合金涂层耐腐蚀性较好。
- 锡基二元合金：Sn-Zn、Cu-Sn 合金涂层具有良好的耐腐蚀性、可焊性等。如 Sn-Zn 合金涂层的耐腐蚀性随 Sn 含量增加而提高，Cu-Sn 合金涂层在特定沉积电位下耐腐蚀性最佳。
- 含铬二元合金：Fe-Cr、Co-Cr 合金涂层具有优异的耐腐蚀性、硬度和耐磨性。Fe-Cr 合金涂层的 Cr 含量直接影响其腐蚀稳定性，Co-Cr 合金涂层中，脉冲沉积的结构和耐腐蚀性更好。
- 含磷二元合金：在金属中添加 P 可增强涂层的耐腐蚀性等性能。Ni-P、Cr-P、Co-P 合金涂层均表现出较好的耐腐蚀性，如 Co-P 涂层添加 SA 后耐腐蚀性进一步提高。
- 三元合金：电沉积三元合金可综合多种金属元素的优势，如 Fe-Co-Ni、Ni-Co-Sn、Sn-Co-Ni 等合金涂层通过优化沉积参数可获得良好的耐腐蚀性。
- 金属纳米复合材料：将纳米材料（如 TiO2、石墨烯氧化物（GO）等）引入金属涂层可增强其性能。Ni-TiO2、Zn-GO、Sn - 还原氧化石墨烯（rGO）等纳米复合涂层的耐腐蚀性优于纯金属涂层。
5. 讨论
- 电沉积参数：优化 DES 电解液组成、沉积条件和添加剂可显著提高金属涂层的耐腐蚀性。与水溶液相比，DES 电沉积在某些情况下表现出优势，但仍需更多直接对比研究。二元合金、三元合金及纳米复合涂层在 DES 电沉积中也展现出良好的耐腐蚀性和性能优势，但需解决诸如孔隙率等问题。
- 工业应用：DES 电沉积用于防腐涂层具有环境优势，但在工业规模应用中面临成本、工艺效率等挑战。尽管已有一些项目取得进展，但 DES 的高粘度、低电流效率等问题仍限制其广泛应用，需进一步研究解决。
6. 结论和展望
本综述深入探讨了 DES 电沉积涂层的腐蚀稳定性和防护性能，为开发新型耐腐蚀材料提供了理论依据。未来，可利用 DES 的可调节性优化电沉积过程，研究不同基底对涂层质量的影响，以及涂层在自然腐蚀环境中的长期性能，同时解决工业应用中的挑战，推动 DES 电沉积在腐蚀防护领域的广泛应用。
