Физико-химические характеристики редуцирования Cu(II) из водных тартратно-трилонатных растворов

• Автор: Велиева, Юнна Владимировна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 145 с. : ил.

Введение.

Глава 1. Литературный обзор.

1.1 Составы электролитов, отработанных растворов и промывных вод химического меднения

1.2 Методы, способы и технологии редуцирования компонентов медьсодержащих растворов

1.3 Комплексоообразование меди II в водных растворах

1.4 Закономерности ионообменного извлечения Си И из растворов различного состава

1.5 Кинетика электровосстановления ионов меди в водных растворах.

1.6 Анализ литературных данных и выбор направления исследования

Глава 2. Методики экспериментов.

2.1 Приготовление и анализ рабочих растворов

2.2 Методы определения состава комплексных ионов Си II в тартратнотрилонагных растворах.
2.3 Методы выявления кинетических особенностей и технологических закономерностей электровосстановления меди II в растворах химической металлизации
2.4 Методы исследования кинетики и влияния технологических факторов на ионообменное извлечения Си И из растворов химической
металлизации
Глава 3. Определение состава комплексных ионов меди II в щелочных тартратнотрилонатных растворах с формальдегидным восстановителем
3.1 Установление количественного состава промывных вод после химического меднения в щелочных формальдегидных растворах.
3.2 Закономерности комплексообразования в системе II , ЭДТА Н.
Глава 4. Физикохимические закономерности ионообменного извлечения меди II из растворов химической металлизации.
4.1 Кинетические закономерности ионообменного извлечения Си II из промывных вод после химического меднения в щелочных формальдегидных растворах.
4.2 Влияние технологических факторов на ионообменное
извлечение II из промывных вод после химической металлизации
Глава 5. Особенности электрохимического извлечения меди И из щелочных формальдегидных растворов химической металлизации.
5.1 Влияние лигандов и восстановителя на электрохимическое извлечение II из отработанных растворов щелочной химической металлизации
5.2 Кинетические закономерности электроосаждения меди
из отработанных растворов щелочного химического меднения
5.3 Определение оптимальных условий электрохимического извлечения II из отработанных гидроксотартратнотрилонатных растворов химической металлизации
5.4 Разработка и промышленная апробация технологической схемы очистки отработанного раствора химического меднения и промывных вод после него на участке печатных плат ОАО ННПО им.
М.В. Фрунзе
5.5 Оценка экономической эффективности результатов работы.
5.5.1 Расчт эксплуатационных затрат для предлагаемого комбинированного способа очистки в процессе электролиза и ионного обмена.
5.5.2 Затраты на обезвреживание меди II после щелочной
химической металлизации, связанные с использованием реагентного
метода.
Выводы.
Список используемых источников


Тонкие медные плнки не обеспечивают пайку, так как при попытках увеличения их толщины более мкм путм длительного нанесения металла в растворах, используемых для получения тонких слоев, они растрескиваются, вспучиваются и отслаиваются от основы. Растворы толстослойного меднения намного стабильнее растворов тонкослойного меднения 5. Однако скорость нанесения покрытий из них при комнатной температуре значительно ниже, чем в растворах тонкослойной металлизации, поэтому приходится существенно повышать температуру электролита. Си II стабилизатор и специальные компоненты гидроксид щелочного металла до рН5. Из солей меди наиболее часто используют сульфат, как наиболее дешвый и менее агрессивный к оборудованию, но можно применять также нитрат, хлорид, карбонат, тартрат, глюконат, фосфаты, ацетаты, цитраты 7. Изменение концентрации Си II в растворе оказывает сильное влияние на скорость меднения. Обычно концентрация сульфата меди в растворе составляет гл 1 . Медные покрытия на изделиях в водных растворах могут формироваться под действием таких восстановителей как формальдегид, гидразин, борогидрид, диметиламиноборан ДМАБ, гипофосфит, гидразинборан ГБ, боразин 8 а также в результате работы редокспар Бе Бе III, Т ШТ IV, Сг Сг III и V ИУ III 1,9. Гидразин восстанавливает Си II в щелочных растворах при повышенной температуре С. Гипофосфит выполняет свою функцию только в кислой или щелочной средах при температуре не ниже С 1. Редокспары работают только в. Из указанных восстановителей большое практическое применение для сплошной и избирательной металлизации находит только формальдегид и в меньшей степени борогидрид. Процесс восстановления Си II борогидридом менее изучен. Растворы должны иметь щелочную среду рН 1 Г, в которой тормозится гидролиз борогидрида. Скорость осаждения меди из борогидридных растворов, как правило, выше, чем из аналогичных формальдегида ых, однако их стабильность ниже. При восстановлении Си II борогидридом включение элементарного бора в металл не велико. Обнаруживаемое в плнках меди небольшое количество бора 0,0,3 мол. Площадь поверхности плнки меди сильно возрастает в первые минуты процесса, а затем изменяется незначительно . Этих недостатков удатся избежать, используя в качестве восстановителя формальдегид. Окислительновосстановительный потенциал формальдегида в щелочной среде равен 1,В, а в кислой среде 1 он гораздо положительнее 0,В. Си2 1СНО Н Си 1СОО Н2 ЬО, 1. Си2 в устойчивые в щелочной среде комплексы. Характерной особенностью данной реакции является образование в качестве одного из продуктов молекулярного водорода. В работах , было установлено, что отношение количества образующейся меди и выделившегося водорода близко к единице. Формальдегид в водных растворах может подвергаться превращениям за счт реакций диспропорционирования, поликонденсации, в меньшей степени за счт гидратации и окисления кислородом воздуха. НСНО ОН НСОО СНзОН 1. В отличие от реакции 1. При температуре С реакция 1. Это вызывает трудности в практическом использовании растворов химического осаждения меди при температуре выше С. СН2ОН2 НОСН2СН2 он Н 1. НССН2ОСН2ОН СН2ОН2 НОСН2ОСН2ОС1ЬОН Н 1. НСНО Н СН2ОН2 1. СНН0 которые участвуют в реакции восстановления. Значения рК этого процесса при С согласно результатам кондуктометрических и полярографических измерений равно ,3 . Окисление формальдегида кислородом происходит только на поверхности некоторых катализирующих его металлов Си, Р1, Аи и ведт к образованию муравьиной кислоты. Малая роль этой реакции при протекании процесса химической металлизации вызвана тем, что выделяющийся водород затрудняет доступ кислорода к поверхности меди . Совместное протекание реакций диспропорционирования, пол и конденсации и окисления приводит к неэффективному использованию восстановителя. Как видно из кинетических кривых рис. СН вместо 2 моль согласно стехиометрии реакции 1. Удельный расход СН увеличивается также при повышении температуры раствора и уменьшении отношения площади каталитической поверхности к объму раствора. Несмотря на высокий удельный расход, в качестве восстановителя, как правило, используется именно формальдегид, поскольку он способен восстанавливать ионы меди II при комнатной температуре.