论文部分内容阅读
随着国际加工业的转移和我国工业结构的变化,我国电镀行业中氰化物的用量逐年增加,对我国的生态环境构成了严重威胁与破坏。虽然国家对氰化物的销售和使用加以严格的控制,制定了严格的管理制度,但氰化物镀金工艺仍然发挥着重要的作用。无氰镀金工艺由于技术和成本问题,始终没有实现工业化。本论文研究的目的是合成一种以氨基酸(半胱氨酸)为配体的新型无氰亚金水溶性金配合物,并对该配合物进行表征以及稳定常数的研究,最后对亚金溶液的电镀金性能进行了研究,以期待代替传统的剧毒性、严重的环境污染性的氰化物镀金液。研究内容包括:(1)利用“选择还原+配体交换法”合成无氰水溶性亚金配合物并对该配合物进行表征。(2)考察了n(Au/HCys)、pH、半胱氨酸浓度对亚金配合物合成的影响,并探索最佳工艺条件;同时对无氰配合物水溶液的稳定性进行研究。(3)探索了中间产物双硫脲亚金的最优工艺条件。(4)进行了Au(Cys)2络合物稳定常数的比较性研究。(5)对KAu(Cys)2溶液的电镀金工艺进行研究,考察时间、pH、电流密度、温度、配体浓度等因素对电镀速率及镀层表观形态的影响,并探索最优工艺条件。研究结果:(1)通过紫外光谱分析、红外光谱分析以及元素分析等方法对实验合成的配合物进行表征,得到实验合成的无氰亚金配合物的分子式为KAu(Cys)2,该配合物水溶性良好,摩尔电导率为0.43S·m2·mol-1,热重分解温度大约为80℃。(2)通过比较性研究实验得出Au(Cys)2络合物稳定常数介于Na3Au(SO3)2(稳定常数为1030)与NaAu(CN)2(稳定常数为1038)的稳定常数之间。(3)合成双硫脲亚金最佳工艺条件:氯金酸浓度为25mg/ml,硫脲的浓度为20mg/ml,浓缩温度为50℃,浓缩比为2.5,结晶温度为0℃。(4)合成KAu(Cys)2最佳工艺条件:n(Au/HCys)=5:1,半胱氨酸浓度为30mg/ml,pH为9,浓缩温度为50℃,浓缩比为2.5,结晶温度为0℃。(5)该无氰亚金配合物溶液在温度<65℃、pH=7~9、密封遮光保存较为合适。(6)电镀的最佳条件:金浓度是2g/L、电流密度是1.0A/dm2、配体的浓度是0.5mol/L、温度是50℃、电镀时间为1.5min、 pH为9。该实验条件下镀层色泽好,结合力佳。研究表明,以KAu(Cys)2为主体的无氰镀金液体系,不仅从技术角度上可以满足当今PCB行业对沉金工艺的要求,而且从环保角度上实现了对剧毒化学品的替代,可明显地减少对环境的危害,是一种有着广阔应用前景的环境友好化产品。