Theo nghiên cứu khảo cổ học, công nghệ mạ crôm hóa học đã được sử dụng trên vũ khí đồng ở Trung Quốc 2.200 năm trước. Công nghệ mạ crôm điện phân lần đầu tiên được báo cáo bởi học giả người Đức Gerther trong luận án tiến sĩ của ông vào năm 1856. Vào những năm 1920, Sargent và Fink đã phát triển hơn nữa công nghệ mạ crôm hóa trị sáu bằng cách sử dụng cromat làm chất điện phân, sau đó công nghiệp hóa quy trình mạ crôm. Cho đến nay, công nghệ này có lịch sử phát triển gần 100 năm.
Ngày nay, các bộ phận kim loại của nhiều sản phẩm gia dụng và hàng hóa công nghiệp được mạ crôm trên bề mặt. Điều này là do lớp mạ crôm không chỉ có mục đích thẩm mỹ mà quan trọng hơn là tăng cường độ cứng bề mặt và giảm ăn mòn của kim loại cơ bản. Mặc dù hiện nay có nhiều công nghệ trang trí bề mặt và chống ăn mòn, nhưng mạ crôm vẫn chiếm một vị trí quan trọng. Có rất nhiều nhà máy mạ crôm trên toàn thế giới và nhu cầu mạ crôm vẫn còn mạnh.
Dựa trên loại chất điện phân được sử dụng, quy trình mạ crôm được chia thành quy trình crôm hóa trị sáu và quy trình crôm hóa trị ba. Quy trình crôm hóa trị sáu (Cr(VI)), đã được phát triển cho đến ngày nay, sử dụng anhydrit cromic (CrO₃) làm chất điện phân và dung dịch axit cromic đậm đặc (CrO₃ + H₂SO₄) được điều chế bằng cách thêm axit sulfuric. Dung dịch bể có tính axit cực cao; crôm trong axit cromic bị khử từ Cr(VI) thành Cr(II), và cuối cùng thành Cr(0). Các phương trình phản ứng điện cực ở catốt và anốt trong quá trình mạ crôm được hiển thị trong Hình 1.
Trong quá trình mạ điện Cr(VI), do hiệu suất dòng catốt chỉ từ 10% đến 15% và anốt sử dụng hợp kim chì không hòa tan, một lượng lớn khí hydro được tạo ra ở catốt và một lượng lớn khí oxy được tạo ra ở anốt. Khi các loại khí này bốc lên bề mặt chất lỏng dưới dạng bọt và được thải vào không khí, chúng mang theo một lượng lớn các giọt chứa crôm, tạo thành các chất ô nhiễm dạng sương mù, như trong Hình 2, thường được gọi là "sương crôm".
Axit cromic thải ra cùng với sương crôm chiếm từ 20% đến 40% lượng axit cromic được sử dụng trong mạ crôm, tùy thuộc vào điều kiện làm việc. Việc tạo ra sương crôm không chỉ dẫn đến mất một lượng lớn anhydrit cromic mà tính ăn mòn mạnh của axit cromic còn ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe của công nhân xưởng, và việc thải nó vào môi trường khí quyển sẽ gây ô nhiễm kim loại nặng. Crôm hóa trị ba sử dụng các muối crôm như clorua crôm (CrCl₃) hoặc sunfat crôm [Cr₂(SO₄)₃] làm chất điện phân. Mặc dù quy trình Cr(II) có các đặc điểm như nồng độ dung dịch mạ thấp, phạm vi mật độ dòng điện rộng và độc tính thấp, nhưng do các vấn đề như khả năng chịu đựng kém đối với tạp chất trong quá trình, dễ xảy ra lỗ kim và vết nứt trên các bộ phận được mạ, và khả năng Cr(II) bị oxy hóa thành Cr(VI) trong quá trình mạ điện, gây ô nhiễm chất điện phân, quy trình crôm hóa trị ba Cr(II) đã không đạt được ứng dụng công nghiệp cho đến những năm 1970. Hiện tại, mặc dù quy trình crôm hóa trị ba Cr(II) đang phát triển nhanh chóng, nhưng quy trình crôm hóa trị sáu Cr(VI) đã trưởng thành vẫn được chọn chủ yếu để mạ crôm công nghiệp.
Tài liệu tham khảo: Ứng dụng chất hoạt động bề mặt flo làm chất ức chế sương crôm. Công nghiệp flo hữu cơ, Số 4, 2020.
Liên kết chi tiết sản phẩm axit perfluorohexyl ethyl sulfonic (CAS No. 27619-97-2):