Millised muudatused toimuvad plaadiskiiruses, kui kompleksse agendi sisu on liiga kõrge?

Kui kompleksse agendi sisaldus on liiga kõrge, näitab plaadimiskiirus märkimisväärset langust või isegi kalduvust peatuda, mis on peamiselt põhjustatud nikliioonide keeruka tasakaalu hävitamisest, pinna adsorptsiooni konkurentsi intensiivsusest ja reaktsioonikineetika takistamisest . järgmised on konkreetsed mehhanismid ja manifestatsioonid: konkreetsed mehhanismid ja manifestatsioonid:
I . Plaatimiskiiruse vähenemise põhjas
1. tugev kompleks viib vabade nikliioonide äärmiselt madala kontsentratsioonini
Excessive complexing agents (such as lactic acid concentration>40g/L, EDTA concentration>20g/l) moodustab eriti kõrge stabiilsuskonstandiga nikliioonidega kompleksid (näiteks null₃ⁿ⁻, l on kompleksne aine), vähendades vaba ni²⁺ kontsentratsiooni lahuses äärmiselt madalale tasemele (<10⁻⁵ mol/L).
Faraday seaduse kohaselt on keemilise nikliplaatimise ladestumiskiirus võrdeline vaba ni²⁺ kontsentratsiooni . ruutjuurega, seetõttu põhjustab ebapiisavad vabad nikliioonid otseselt redutseerimisreageerimise kiiruse järsu languse ja plaadikiirust saab normaalsest vahemikust (10 ~ 15 μm/h) vähendada 1 ~ 3μm/{{H -h või veelgi madalamale.
2. pinna adsorptsioonivõistlus kompleksse ja redutseeri agendi vahel
Liigne kompleksne aine anioonid (näiteks laktaat l⁻, tsitraat cit³⁻) adsorbeeruvad eelistatavalt katalüütilisele pinnale (näiteks Ni-P aktiivne sait), takistades hüpofosfiidi (H₂po₂⁻) . adsorptsiooni ja elektronide ülekandumist.
Katsed näitavad, et kui piimhappe kontsentratsioon ületab 35 g/l, langeb H₂po₂⁻ adsorptsiooni katvus katalüütilisel pinnal 70% -lt vähem kui 20% -ni, mille tulemuseks on nikli.. redutseerimise kineetika oluline takistus..
3. külgreaktsiooni rada muutub ja tarbib vähendavat ainet
Kui keeruline aine on liigne, läbib hüpofosfit (H₂po₂⁻) tõenäolisemalt hüdrolüüsi, mitte vähendab nikliioone:
H₂po₂⁻ + h₂o → hpo₃²⁻ + 2 h⁺ + h₂ ↑
See reaktsioon tarbib redutseerivat ainet, kuid ei tekita nikli ladestumist . samal ajal, vähendab genereeritud H⁺ plaadilahuse pH väärtust, pärssides veelgi plaatimiskiirust (iga 0 . 5 ühiku jaoks pH languse korral väheneb plaadistamiskiirus umbes 20%).
2. erinevused erinevate kompleksse agendi tüüpide kiirusereaktsioonis
Kompleksimine Agent Type Plating kiiruse jõudlus Kui ülemäärane (kontsentratsioon> 2 korda optimaalse väärtusest) Tüüpiline kontsentratsioonilävi (happelise plaadilahuse) Plaatimise kiiruse vähendamine
Piimhape (keskmise kompleksimise võime) Plaatimiskiirus langeb vahemikus 13 μm/h kuni 6 μm/h ja see kulub 4 ~ 6 tundi, et see laguneb ＞ 35 g/l, väheneb umbes 50%~ 60%
Sidrunhape (tugev kompleksimisvõime) Plaatmiskiirus langeb järsult vahemikus 10 μm/h<2μm/h, and almost stops within 1~2 hours ＞20g/L Decreases by >80%
Aminoäädikhape (nõrga kompleksimisvõime) Plaatmiskiirus ei lange märkimisväärselt (vahemikus 18 μm/h kuni 12 μm/h), kuid on kalduvus lekkeplaatidele ＞ 50 g/l väheneb umbes 30%~ 40%
MÄRKUS. Kui nõrgad komplekseerivad ained (näiteks aminoäädikhape) on ülemäärased, väheneb plaadimiskiirus vähem, kuid ebastabiilne kompleks põhjustab lokaalset mitte-sadestumist (lekkeplaatimine) .
Iii . tüüpilised nähtused tegelikus tootmises
1. katte paksus ebaühtlane ja plaadistamine
Liigne kompleksne aine põhjustab nikliioonide ebaühtlast jaotust lahuses . Katalüütilisest pinnast kaugel asuvat ala ei saa ladestuda aeglase difusiooni tõttu, mis avaldub paksu kattena tooriku servas, õhukese kattega keskruumis või isegi puudub katteta (nii nagu käigukaugul oleva aukuga) {1} {1}.
2. ebanormaalsed muutused lahuse värvi ja gaasi sademete osas
Normaalne plaadistuslahus on selge sinineroheline (Ni²⁺-komplexeritav aine kompleksvärv) . Liigne kompleksne aine süvendab oma värvi (näiteks tumesinine, kui piimhape on liigne) ja vesiniku sadestumise kogus väheneb (kuna H₂po₂⁻ pöördub hüdrolüüsi reaktsiooni poole) ja vedela pinnale) 3 {{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{
3. ebanormaalsed pH kõikumised
Kui kompleksev aine on ülemäärane, põhjustab hüdrolüüsireaktsiooni genereeritud H⁺ plaadistuslahuse pH väärtuse vähenemist (näiteks 0 . 2} 2 ~ 0,5 ühikut tunnis) ja aluselised ained (näiteks ammoniaalikavesi) tuleb sageli lisada, et reguleerida stabiilsust.
Iv . Lahendusstrateegia ja kontsentratsiooni optimeerimine
1. Määrake komplekseerimisvahendi kriitiline liigne kontsentratsioon
Joonistage kõvera läbi plaadisageduse kontsentratsiooni reageerimise katse, et leida käändepunkt, kus plaadistamise kiirus hakkab märkimisväärselt vähenema (näiteks piimhappe käändepunkt on umbes 35 g/l), ja kontrollige tootmise kontsentratsiooni ohutusse vahemikku 10% ~ 15% allapoole käändepunkti (näiteks 25 ~ 30g/L) ..
2. lahjendage või asendage plaadistuslahus
Kui kompleksev aine on tõsiselt ülemäärane (näiteks kontsentratsioon> 50% optimaalsest väärtusest), saab selle lahjendamiseks proportsionaalselt lisada destilleeritud vett, või võib välja võtta mõni vana lahendus ja uue baaslahuse (ilma kompleksse aineta) võib lisada, et tagastada kontsentratsioon normaalsesse vahemikku .
3. dünaamiline seire- ja lisakontroll
Kasutage veebipõhist juhtivuse arvesti või potentsiomeetrilist tiitrimismeetodit, et jälgida kompleksse agendi kontsentratsiooni reaalajas ., kui kontsentratsioon on lähedal kriitilisele väärtusele, peataks kompleksija lisamise ja eelistavad nikli soolade täiendamist ja redutseerivaid aineid (näiteks Nah₂po₂), et saada üleliigne kompleksse ainet läbi {1}.
V . juhtum: liigse sidrunhappe mõju plaadistamiskiirusele
Stsenaarium: tootmisliin lisas ekslikult sidrunhappe kontsentratsiooni 12 g/l kuni 30g/L, plaadistamise temperatuur oli 90 kraadi ja pH =4.2.
Nähtus:
Esimese tunni jooksul langes plaadimiskiirus 10 μm/h kuni 5 μm/h ja kattekatte tooriku pinnal muutus õhemaks;
2 tunni pärast oli plaadimiskiirus vähem kui 1 μm/h, lahuse värvus muutus tumesiniseks ja vesiniku sademeid ei olnud;
4 tunni pärast oli vaba Ni²⁺ kontsentratsioon ainult 0 . 02G/L (normaalne peaks olema 5 ~ 6G/L).
Töötlemine: lisage uus aluslahus (ilma sidrunhappeta) suhtega 1: 1, reguleerige sidrunhappe kontsentratsiooni väärtusele 15 g/L, plaadimiskiirus taastatakse 8 μm/h ja kattekvaliteet on normaalne .
Kokkuvõte: Liigse kompleksimise aine mõju mudel kiiruse plaadistamisele

Keeruline agendi kontsentratsiooniplaatimise kiiruse suhe
pilt
(MÄRKUS. Horisontaaltelg on kompleksev aine kontsentratsioon, vertikaaltelg on plaadimiskiirus ja kõver langeb järsult pärast optimaalse kontsentratsiooni ületamist, näidates eksponentsiaalset lagunemissuunda)
Peamine järeldus: liigne kompleksne aine pärsib plaadimiskiirust läbi "tugeva komplekside lukustamise kolmekordse mehhanismi + katalüütilise saidi konkurentsi + külgreaktsiooni domineerimine" . seda probleemi tuleks tootmisel vältida kontsentratsiooni ja reaalajas jälgimise kaudu. kaudu. kaudu.
Operatsioonipõhimõte: Plaatimislahenduse stabiilsuse tagamise eeldusel tuleks kompleksi agendi kontsentratsioon võtta alumise piiri (80% ~ 90% optimaalsest väärtusest), et reserveerida ruum täiendava lisamise jaoks ja säilitada efektiivne plaadistamiskiirus .