根据铂电极上丙烯硫脲对铜电沉积过程的阻化效应和fE2＋离子的电化学氧化特性，用dz-1b型电镀添加剂测定仪快速测定浸铜液中丙烯硫脲和fE2＋离子浓度。A rapid and simple method For determination of acrylic thiourea and Fe2+ ion content with DZ-1B Electroplating Addtive Analyser is based on the inhibitive eFFect of acrylic thiourea in copper electrodeposit and the electrochemical oxidation property of Fe2+ ion on platnium electrode in copper immersion plating solutio

许家园

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19 9 6年 9 月 电 镀 与 涂 饰 第 巧 卷第 3期·7 1浸铜液中丙烯硫腮和 Fe, +离子浓度的快速测定许家 园(厦 门大学化学系 邮码 : 3 61 0 0 5 )R a p id D e r t e rm in a t i o n o f A e r y li e T h io u r e a a n d F e Z+I o ni n C o P P e r Im m e r s i o n P la t in g S o lu t i o nX U J ia y u a n摘 要根据铂 电极上丙烯硫脉对铜 电沉积过程的阻化效应和 FeZ十 离子的电化学氧化特性,用 DZ 一 I B 型电镀添加剂测定仪快速测定浸铜液中丙烯硫脉和 FeZ + 离子浓度.关键词 : 测定 丙烯硫脉 F e 离子浓度·浸铜液入b s t r a e t : A r a p id a n d s im p le met h o d of r d e t e r m in a t io n o f : 、 e r y l ie t h i o u r e a a n d F eZ + i o n e o n-t e n t w it ll D Z 一 I B E le e t r o P l a t i n g A d d t i v e A n a l y s e r 15 b a s e d o n t h e in h i b it i v e e efe t o f a e r y l iet 11i o u 一e a in c o P P e r e le e t r o d e p o s it a n d t h e e l e e t r o e h e m ic a l o x id a t io n P r o P e r ty o f F e, 平 io n o nP I乏一t n iu m e le e t r o d e in c o P P e r ir n r o e r s i o n P la t in g s o lu t io nK e y w o r d s : d e t e rm i n a t i o n, a e r y li e t h io u r e a,F e Z千io n, c o p p e r im m e sr io n s o lu t io n1 引言为了提高 镀层 与基体的结 合力,钢铁 件无氰镀铜前常需要浸铜处理。浸铜工艺常采用含有丙 烯硫脉的硫酸铜溶 液 【’ ],该工艺操作过程 中必须严格控制 丙烯硫脉的含量,而日前电解 液中丙烯硫脉 尚无化 学分析方法,生产中只能凭经验观察控制 【“ ]。本文根据 铂电极上丙烯硫脉对铜离子阴极还原过程 的阻化效应和 F e “十离子的电化学氧化特性【’ ],采用 D L一I B 型电镀添加剂测定仪,提出化学浸铜液 中丙烯硫脉和 F e“ +离子浓度 的快速测定方法,可适于电镀生产的现场监控。脉「,C u “+离子在铂 电极 上的还 原速 度减 慢,I ; 一 沪曲线 C uZ 十 还原为铜的电流极大值 (IR瑞`、随溶 液中丙 烯硫脉浓度增 大而减 小 (图 1 )。根据丙烯硫脉对 C uZ 十 阴极还原的阻化效应,由 C u “+阴极还原 电流峰 (IR ) ma 、的对数值与丙烯硫脉的浓度 (C 丙 )的关系,可用 来测定 电解液 中丙烯硫脉的浓度。若在 电解液 中含有F e “+离子,其浓度可根据 Fe “ +离子在铂电极上的电化学氧化特性进行测定。2 方法原理在酸性硫酸铜液 中,C u Z+离子可在铂 电极 上发生 电化 学还原,倘若 溶液 中含丙烯硫3 仪器和试剂铂盘电极 (直径 1.2 c m )为研究电极,铂片为辅助 电极,硫酸亚汞 (0.sm ol /L H 多04 ) 电极作参比电极,用 D Z一B1 型电镀添加 剂测定仪进行控 电位扫描 ( 10 m V s/ )极 化。测 试时铂盘电极用 5 # 金相砂纸磨亮,蒸馏水冲洗干18·S e P t.19 9 6El e e tr o P la ti ng &F i nis h i ng V o l.1 5N o.3溶液倾人 电解池,以 直径 l.Zc m 的铂盘 电极在 D Z 一 I B 型电镀添加剂测定仪上进行控 电位 阴极极化,测得 丙 烯硫脉 含 量 不 同 时 的C u Z+还 原 电流峰值 ( IR ) m 。 ( 用 IP 表z J七 ),19(I P ) 一 C 丙关系 ( 图 2) 可作 为测 定丙烯硫脉浓度的工作 曲线。\\\10冷凶弓、ù月峙一、Jì1.胜.卜,1仁es!. Lrllr.I,.Ung八6内J乙U户、4ù̀é,一-代日.已工硬) 0.1 0 2 0.3 (),4 Q.S O石一 甲,V.丙烯硫脉,m g /L : l,4 ; 2、6 ; 3,8.5 ; 4,1 1 5 ; 5,1 4乃; 6,18 5图 1 铂电极在 2 0g l L C uZ冲 + 4·59 /L H多0;溶液中的 I, 一 价曲线净,然后置 于待测 液 中进行测试.测定丙烯硫脉时,铂电极控 电位 自 + 0.2V 向阴极方向扫描极化至 一 o.6 v ; F e Z+测定时,铂电极 自 OV向阳极方 向扫描极化至 + 0.8V。为了得到重复的数值,电极按上述预极化 2 一 3 次,以减小电极表面状态因极化次数不同引起变化的影响。测得的阴极还原电流峰值和阳极氧化电流值可直接 由仪器显示。用 X 一 Y 函数记录仪记录 I ~ 甲 曲线。镀 液用 化学纯 试剂和蒸馏水配 制,基础液 为 2 0 0 g/ L C u S O; · 7 H ZO,丙 烯 硫 脉(1 m g /m L )用化学纯试剂和蒸馏水加热溶解,F e “+标准液 (8 m g /m L )用分析 纯试 剂配 制,实验在室温 ( 17 一 18 ℃ )下进行。\6匕0.5 10 15C 丙,m g / L图 2 19 1, 一 C 丙关系4.1.2 影 响 因素减少硫酸铜 含量 (取 35 m L基础液 )重复上述测定,测得 gl tP 一 C 内关系如图 3 曲线 2,比较 图中曲线 1 与 曲线 2 可知,随着硫酸铜浓度减小,在相 同丙烯硫脉含 量 时的 19 1。值减 小。增 大 硫 酸 含 量 (取 3.sm L Zm ol L/H 多04 ),测 得 19 I P值 略 为减 小 (图 3 曲线 3 )。夭岌,\戈.入火0OC, I了Où0UnO冷望4 结果4.1 丙烯硫腮浓度测定4.1.1 工作 曲线分别吸取 4 Om L 基础液置于 5 个 1OOm L容量瓶 中,各 力l!人 2.sm L Zm o l /L H多04 ,分另11加人 0.6,0.8 5,1.1 5,1.5 5,l.9 5m L 丙烯硫脉溶液,然后 用蒸馏水 稀释至刻度。将配制 的5 L0l,2 0 9 /L2,1 8 9 /L3,18 9 /L] 0 1 5 2 0C 丙,m g / Le u Z十 + 4.59 L/ H、5 0 -e u Z十 + 4乃g /L H Z s O ;C u Z十 + 6 3 9 /L HZ S O 4图 3 硫酸铜、硫酸浓度改变对 191。 一 C 丙的影响19 9 6年 9月 电 镀 与 涂 饰 第 巧卷第 3期·19由于浸铜液工艺配方中丙烯硫脉的含量约为 0.9 2L /,因此,只需取少量浸铜液外加基础液和硫酸稀 释后进行测定,即可忽略浸铜液中硫酸铜 或硫酸含量不同对丙烯硫脉浓度测定的影响。考虑 C u Z+ 电化学还原速度 可能会受温度 的影 响,测定时应尽量 与制作工作 曲线的温度保持一致。4.2 F e Z+浓度测定浸铜液 随着使用 时间增加,由于钢铁零件 与溶液 中 C u Z+离 子化学 置换,浸铜 液中F e Z+离 子浓 度不 断增大,影 响浸铜 液 的 性能。根据在 酸性 介质中 Fe Z+ 离子在铂电极上的电化学氧化 特性,采用伏安法可快速测定浸铜液中 F c Z+离子的浓度。图 4 为铂盘 电极 在 1 59 L/ C u +2 + 4 9L/H ZS O ; 溶液中 Fe Z十离子的阳极氧化的 式一 甲曲线,由 F e “+的阳极 氧化极限 电流值 al,。 与F e“十离 子浓 度 C Fc: ·的关系 (图 5) 可用来测定浸铜液 中 Fe “ 斗 离子的浓度。//长日 /庄 /“`’l/0 0.0 5 0.16 0.24 0.3 2 0.禅。C *2· ,g /L图 5 1、 L 一 C讨·关系实验结果表 明,在含有 0.3 0 9 L/ Fe Z 十 的酸性硫酸铜溶液 中,(0 一 s m L/ L )丙烯硫脉溶 液,( 1 0 一 2 5 9 /L ) e uZ + 和 (4 一 8 9 /L )H多04 , 测得 Fe Z十离子 的阳极 电流值基本不变。参考文献《电镀手册》编写组,电镀手册.国防工业出版社.19 77 :2 5 6廖火根.上海电镀,19 90 (2)许家园,周绍民.电镀与环保,19 91,1 1 ( 5)式三 (19 9 6 一 0 3 一 2 7 收稿 )呱."、翎","鱿…,"酬J分下甲, . 甲 , 硬甲甲甲甲咖甲 , ~ , ~ . , ., 尸勺口 留. 护, ” 气, 解 ,, 目护欢迎订阅《电镀与涂饰》ó万下̀于任份恤分帐口饭压户f饭尸.p少抚百ó萝怪介性f̀冲任份p0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0切,VF夕c 二 4.9厂七 l,o 二 2,( ).0 8 ; 3,0.16 ; 4.0 2 4 : 5,o·3 2 ; 6,0·4 0图 4 铂盘电极在 15 9 /L C uZ + + g4 /L H多O`中凡, +离子的 I,一 切曲线邮局每年收仃报刊 时 间是在.10 月至 H 月 间,为免误期请及时到 当地邮局仃阅。《电镀与涂饰》季刊,全年 4期,季末 月 5 号 出版,邮发 代号4 6 一 1 5 5,订价 2.5 0 元,全年 1 0 元。、 的 、̀ 服

Rapid Dertermination of Acrylic Thiourea and Fe￣(2+) Ion in Copper Immersion Plating Solution

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