CN102912324A - 一种高稳定性钯催化剂浓缩液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高稳定性钯催化剂浓缩液，包含以下组分：氯化钯2～8g/L；盐酸0～100ml/L；氯化钠100～200g/L；氯化亚锡200～350g/L；锡酸钠5～40g/L；香草醛.5～5g/L；抗坏血酸1～5g/L，以及余量的去离子水。本发明通过用氯化钠代替盐酸，降低由于盐酸挥发减少的氯离子，从而更能保护二价锡，提高钯离子活性粒子的稳定性；同时通过筛选确定添加香草醛、抗坏血酸和苹果酸，进一步提高钯催化剂的稳定性。
Description
技术领域
本发明属于化学电镀添加剂技术领域，尤其涉及高浓度、高稳定性的钯催化剂。
背景技术
电镀工业生产中，在非金属材料表面进行金属化的研究，尤其是ABS塑胶材料。由于具有较大的应用前途和市场已经受到越来越多的重视。在非金属材料金属化的过程中，钯催化剂的性能是关系到非金属材料金属化的关键因素之一。目前现有钯催化剂活性一般，通常需要将钯催化剂工作液中的钯金属含量提高到50～100ppm才能确保钯催化剂工作液能持续稳定工作，否则会对后续化学镍工序产生巨大影响；且目前钯催化剂通常直接配置成工作液，当配置成浓缩液时，容易出现不稳定，且在生产过程中，会出现氯化钯析出造成浪费，同时氯化钯成本占整个成本的绝大部分，提高了催化剂的成本。与此同时，普通钯催化剂中主要由盐酸提供氯离子，但盐酸容易挥发，且生产时盐酸具有刺激性气味，造成工作环境恶劣。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供了一种高稳定性钯催化剂浓缩液及其制备方法，该钯催化剂浓缩液具有极高的稳定性。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种高稳定性钯催化剂浓缩液，包含以下组分：
作为优选，金属钯离子与二价锡离子的重量比为1：40～60。
作为优选，还包括1～5g/L的苹果酸。
本发明另一目的是提供了一种上述高稳定性钯催化剂浓缩液的制备方法，包括以下步 骤：
a、将称取好的氯化钠和盐酸溶于去离子水中得到氯化钠溶液，并将该氯化钠溶液分成两份；
b、在其中一份氯化钠溶液中加入盐酸后，加热至30～50℃，然后缓慢添加氯化钯粉末，并完全溶解得到氯化钯溶液；
c、将氯化亚锡溶于另一份氯化钠溶液，然后依次加入锡酸钠、香草醛和抗坏血酸，并搅拌完全溶解，得到氯化亚锡溶液；
d、在搅拌的情况下，将步骤b得到的氯化钯溶液缓慢添加到氯化亚锡溶液中；
e、最后加热至沸腾，并在50～80℃下保温8h以上，完成。
进一步改进，步骤e加热至沸腾的加热方式采用分布加热法：首先加热到50～70℃，并保温0.5～2h；然后继续升温80～100℃，并保温0.5~2h；继续加热直到沸腾，立即停止加热，并在50～80℃下保温8h以上，完成。通过分布式加热，在50～70℃下保温，金属钯离子与二价锡离子形成作用力被二价锡离子充分包裹，进而在外围聚集大量氯离子，从而形成初步稳定的钯离子活性粒子。相对于直接加热至沸腾，分布式加热方法更能提高钯离子活性粒子的稳定性。
只作为优选，步骤c得到的氯化亚锡溶液中还加入1～5g/L的苹果酸，适量的苹果酸可以参与钯离子的络合，有利于钯催化剂浓缩液的稳定性。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：通过用氯化钠代替盐酸，降低由于盐酸挥发减少的氯离子，从而更能保护二价锡，提高钯离子活性粒子的稳定性；同时通过筛选确定添加香草醛、抗坏血酸和苹果酸，进一步提高钯催化剂的稳定性。
具体实施方式
下面对本发明作更进一步的说明。
在1000ml的去离子水中加入50ml的盐酸和170g的氯化钠，搅拌充分溶解，并分成两份，其中一份加热到50℃，在强烈搅拌下缓慢加入8g氯化钯，完全溶解得到氯化钯溶液；另一份氯化溶液中加入250g的氯化亚锡，待完全溶解后一次加入20g锡酸钠、2g香草醛和2g抗坏血酸，充分搅拌直到完全溶解得到氯化亚锡溶液。然后在搅拌情况下，将氯化钯溶液缓慢倒入氯化亚锡溶液中，并加热至60℃保温1h，继续升温到90℃左右保温1h；最后加热到110℃左右沸腾，立即停止加热，并在50～80℃下保温8h以上。以上方法得到的钯催化剂浓缩液为深棕色清澈液体，液体底部没有残渣，氯化钯的利用率极高。普通的钯催化剂浓缩液在生产过程中多少会出现残渣，该残渣含有较高的金属钯，使得配制的浓缩液中钯含 量降低，且造成浪费。
按配比：4ml/L钯催化剂浓缩液、100ml/L的盐酸和150g/L氯化钠，从而配置钯催化剂工作液。将经过粗化的ABS塑胶件在25℃下，浸入钯催化剂工作中30s，然后经解胶后放入化学镍中，化学镍沉积的启动时间为10s，且沉积的化学镍层为均匀连续的银白色层。
将钯催化剂工作液静置5天后，进行比色观察，未见颜色发生变化。另外，取与上述同批次粗化的ABS塑胶件，并再次浸入钯催化剂工作液中30s后，经解胶放入化学镍中，化学镍沉积的启动时间为12s。由此可知，钯催化剂在经静置5天后，活性基本不变，且没有变色，具有极高的稳定性。
发明人经过对抗坏血酸、苹果酸、肉桂酸、香草醛、甲醇、甲醛、β-环糊精、甜菜碱等多种物质进行筛选，并最终确定该配方的钯催化剂浓缩液中，特别添加了香草醛和抗坏血酸，大大提高了钯催化剂稳定性。同时添加DL苹果酸，也能提高钯催化剂的稳定性和活性。另外，本发明中将盐酸含量降低，甚至不添加盐酸，并以氯化钠代替从而提供氯离子，这样可以避免由于盐酸易挥发，在化学镀生产过程中造成氯离子流失，从而使得二价锡离子暴露，并被氧化成四价锡，进而破坏钯离子活性粒子的稳定性。
Claims (6)
1.一种高稳定性钯催化剂浓缩液，其特征在于包含以下组分：
氯化钯 2～8g/L；
盐酸 0～100ml/L；
氯化钠 100～200g/L；
氯化亚锡 200～350g/L；
锡酸钠 5～40g/L；
香草醛 0.5～5g/L；
抗坏血酸 1～5g/L，以及余量的去离子水。
2.根据权利要求1所述高稳定性钯催化剂浓缩液，其特征在于：金属钯离子与二价锡离子的重量比为1：40～60。
3.根据权利要求1所述高稳定性钯催化剂浓缩液，其特征在于：还包括1～5g/L的苹果酸。
4.一种权利要求1所述高稳定性钯催化剂浓缩液的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
a、将称取好的氯化钠和盐酸溶于去离子水中得到氯化钠溶液，并将该氯化钠溶液分成两份；
b、在其中一份氯化钠溶液中加入盐酸后，加热至30～50℃，然后缓慢添加氯化钯粉末，并完全溶解得到氯化钯溶液；
c、将氯化亚锡溶于另一份氯化钠溶液，然后依次加入锡酸钠、香草醛和抗坏血酸，并搅拌完全溶解，得到氯化亚锡溶液；
d、在搅拌的情况下，将步骤b得到的氯化钯溶液缓慢添加到氯化亚锡溶液中；
e、最后加热至沸腾，并在50～80℃下保温8h以上，完成。
5.根据权利要求4所述高稳定性钯催化剂浓缩液的制备方法，其特征在于：步骤e加热至沸腾的加热方式采用分布加热法：首先加热到50～70℃，并保温0.5～2h；然后继续升温80～100℃，并保温0.5~2h；继续加热直到沸腾，立即停止加热，并在50～80℃下保温8h以上，完成。
6.根据权利要求4或5所述高稳定性钯催化剂浓缩液的制备方法，其特征在于：步骤c得到的氯化亚锡溶液中还加入1～5g/L的苹果酸。
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