CN103668133A - Zr基储氢合金沉积Pd膜的方法及化学镀镀液 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种Zr基储氢合金沉积Pd膜的方法及化学镀镀液。所述化学镀的镀液包括NH3.H2O、NH4Cl、钯盐Pd(NH3)4Cl2、Na2EDTA、N2H4.H2O混合后加入去离子水得到，通过表面前处理，在Zr基合金颗粒上化学镀，可延长镀液寿命，提高了镀液的稳定性，且沉积速度快，成本低，所得钯膜中未发现杂质，所制备的镀层纯度高，获得良好的效果。

Description

Zr基储氢合金沉积Pd膜的方法及化学镀镀液
技术领域
本发明属于功能材料表面改性技术领域，具体涉及一种Zr基Laves相储氢合金沉积Pd膜的方法及化学镀镀液。
背景技术
具有C14、C15结构的AB2型Zr基储氢合金，其储氢容量大、吸氢平衡压低、吸氢动力学快且易活化，因此在氢及其同位素的储存及分离领域有着很大的应用价值。但Zr基储氢合金在O2、CO、H2O等杂质气体存在的情况下，其吸氢性能会急速下降。毒化气体在储氢合金表面吸附，占据表面的有效吸氢位置，并在次表面形成氧化层及碳化层，进一步阻止H的扩散，降低合金的吸氢速率。即使少量的杂质气体也会急剧地降低Zr基Laves相储氢合金的吸氢性能，故限制了Zr基储氢合金的实际应用。
在合金表面制备保护膜是一种提高合金抗毒化性能的有效方法，Hara等人在Journal of Nuclear Materials.(2003.Vol.320:pp265-271)中利用滚筒溅射的方法在ZrNi颗粒表面镀覆一层Pd膜，有效地提高了储氢合金的抗毒化性能，但滚筒溅射造成贵金属的浪费现象严重。
在合金表面制备薄膜主要的常用方法包括两种：一是化学镀；二是磁控溅射。磁控溅射的方法制备薄膜成本高，设备复杂，Pd靶材价格昂贵，对样品的形状尺寸有一定限制，且对基体的平整度清洁度有着严格的要求。化学镀可在任何形状、任何硬度的大面积载体上沉积薄膜，不受基体形状尺寸的限制，薄膜分散力可达100%，设备简单，易操作，节约贵金属，且Pd盐溶液的成本远低于Pd靶材的成本，因此，利用化学镀的方法在合金颗粒表面制备薄膜，可有效地在颗粒表面均匀地包覆一层钯膜，且降低镀膜成本。
利用化学镀的方法制备Pd膜时所用的金属盐通常为氨的络合物，比如[Pd(NH3)](NO2)2、[Pd(NH3)4]Br2和[Pd(NH3)4]Cl2等，被还原剂如水合肼或者次磷酸钠还原，形成钯膜。化学镀过程中，合适的前处理与沉积过程同样重要。特别是镀层的平整程度、结合力、耐磨和抗腐蚀能力等性能的好坏与前处理质量的优劣有着密切的关系。制品表面化学镀前合适的前处理，是整个工艺获得良好结果的必要条件。
目前多数的化学镀前处理过程中，将合金敏化活化后，放入去离子水中清洗，然后直接将其置于镀液中进行化学镀。去离子水对合金的清洗并不完全，很可能将未还原的活化剂中的Pd2+带到化学镀液中去，被镀液中的还原剂还原，而还原出来的粒子漂浮在溶液中形成浮动的催化中心，导致镀液的分解，不能获得良好的化学镀的效果且造成贵金属的浪费。在公开号为CN1932078的发明创造中公开了一种在不锈钢表面化学镀钯工艺，经过简单的前处理后可在不锈钢上直接化学镀，不含复杂敏化工艺。但其所用还原剂为NaH2PO2·H2O，在化学镀钯膜的过程中，将或多或少地引入杂质磷，影响薄膜性能，不能满足需求。
发明内容
为克服现有技术中存在的镀液分解，镀液稳定性差，造成贵金属钯的浪费以及化学镀过程中易引入杂质等不足，本发明提出了一种Zr基储氢合金沉积Pd膜的方法及化学镀镀液。
本发明提出的Zr基储氢合金沉积Pd膜的方法，具体步骤是：
步骤1，合金颗粒基体的表面处理。
步骤2，化学镀前对合金颗粒基体的预处理。所述的化学镀前对合金颗粒基体的预处理包括对合金颗粒基体进行酸洗、活化敏化、还原和烘干，使所述ZrV2合金颗粒表面具有足够均匀的活性位，并保持化学镀溶液的稳定性。具体过程是：
a.酸洗；将ZrV2合金颗粒置于酸洗液中搅拌清洗。酸洗液温度为70℃，保温1h后取出ZrV2合金颗粒，再将ZrV2合金颗粒置于70℃的去离子水中清洗，得到清洗后的ZrV2合金颗粒；
b.活化敏化；将清洗后的ZrV2合金颗粒置于敏化液中超声波清洗。将经过超声波清洗后的ZrV2合金颗粒置于去离子水中超声波清洗。将经过超声波清洗的ZrV2合金颗粒放入1%的氨水中超声波清洗后，将所述ZrV2合金颗粒置于去离子水中再次超声波清洗。将经过超声波清洗的ZrV2合金颗粒置于活化液中超声波搅拌清洗后，再将该ZrV2合金颗粒置于去离子水中超声波清洗，得到表面有足够均匀的活性位的ZrV2合金颗粒。
c.还原；施镀前，将操作b中活化后的ZrV2合金颗粒浸入还原剂中还原，防止镀液污染。
d.还原后取出ZrV2合金颗粒，再将ZrV2合金颗粒置于去离子水中清洗后，加热烘干。
步骤3，在ZrV2合金颗粒表面沉积Pd膜。将烘干后的ZrV2合金颗粒置于镀液中，进行化学镀。化学镀的过程具体过程是：将ZrV2合金颗粒置于配置好的镀液中，将镀液放入水浴锅中加热至50℃，用NaOH稀溶液将镀液PH值调节至10～11，并将镀液保温2～3h。保温结束后，得到沉积有Pd膜的ZrV2合金颗粒。
所述酸洗液由KF、HF和去离子水组成，其中每升敏化液中包括1g KF、1～1.5mLHF，其余成分为去离子水。
所述敏化液由SnCl2、HCl和去离子水组成，其中每升敏化液中包括5g SnCl2、20mLHCl，其余成分为去离子水。
所述活化液由PdCl2、HCl和去离子水组成，其中每升活化液中包括0.25g PdCl2、2.5mL HCl，其余成分为去离子水。
所述还原剂由水合肼和去离子水组成，每升还原剂中包括5mL水合肼，其余成分为去离子水。
所述的化学镀镀液是将200～250mL浓度为25%的NH3.H2O、40～50g的NH4Cl、1.59～2.77g的钯盐Pd(NH3)4Cl2、40～50g的Na2EDTA和5～8mL浓度为50%的N2H4.H2O混合后加入去离子水得到的；所述去离子水的加入量需使化学镀镀液的体积为1L。配制时：用体积为镀液总体积1/5的去离子水将NH4Cl与NH3.H2O配制成混合溶液。用体积为镀液总体积1/5的去离子水将粉末状PdCl溶解后，搅拌加入到第一步中制备的NH4Cl与NH3.H2O的混合溶液中，形成氨的络合物Pd(NH3)4Cl2溶液。将Na2EDTA用去离子水溶解，得到Na2EDTA溶液。所述去离子水的体积为镀液总体积的1/5。将Na2EDTA溶液搅拌中加入氨的络合物Pd(NH3)4Cl2溶液中，静置4h。得到加入有Na2EDTA溶液的氨的络合物Pd(NH3)4Cl2溶液。将还原剂N2H4.H2O搅拌加入到加入有Na2EDTA溶液的氨的络合物Pd(NH3)4Cl2溶液中，得到添加有还原剂的氨的络合物Pd(NH3)4Cl2溶液。将去离子水加入到添加有还原剂的氨的络合物Pd(NH3)4Cl2溶液，所述去离子水的加入量需使化学镀镀液的体积达到预定的1L。以上试剂均为分析纯。
由于采取了上述技术方案，使得本发明具有以下特点：
1、在前处理的过程中，活化敏化后增加了还原步骤，有效防止将活化液中的Pd2+带入镀液中，被还原剂还原，形成浮动的催化中心，导致镀液的分解。解决了镀液污染不稳定的问题，延长了镀液的寿命，减少了贵金属钯的浪费。
2、结合图1中Zr基Laves相储氢合金表面沉积Pd膜的SEM照片可以看出，利用该化学镀工艺可有效地在合金颗粒表面沉积一层连续均匀的钯膜，致密性较好，所制钯膜具有良好的附着力，且沉积速率快，操作相对简单，对设备要求低，成本较低。
3、该钯膜是通过化学镀方法，利用N2H4.H2O和Pd(NH3)4Cl2之间的氧化还原反应以及钯的自催化作用，使金属钯连续地沉积在Zr基合金颗粒上，图2中化学镀Pd后Zr基合金的XRD结果与图3中合金颗粒的EDS结果表明，本发明中利用化学镀所制备的钯膜中未发现磷、锡等其它杂质，所制备的镀层纯度高。
附图说明
图1是Zr基Laves相储氢合金表面沉积Pd膜后的SEM照片，其中：图1a是ZrV2基体×2000，图1b是ZrV2基体×10000，图1c是Zr0.9Ti0.1V2基体×2000，图1d是Zr0.9Ti0.1V2基体×10000，图1e是St707合金基体×2000，图1f是St707合金基体×10000。
图2是化学镀钯后Zr基合金样品X射线衍射图。其中：图2a是ZrV2基体，图2b是Zr0.9Ti0.1V2基体，图2c是St707合金基体。
图3是化学镀钯后Zr基合金颗粒表面的X射线能谱图。其中：图3a和图3b是ZrV2基体，图3c和图3d是Zr0.9Ti0.1V2基体，图3e和图3f是St707合金基体。
图4是在Zr基合金颗粒表面化学镀钯的流程图。
具体实施方式
实施例1：
本实施例是通过化学镀工艺在ZrV2合金颗粒表面沉积Pd膜的方法。将ZrV2合金机械破碎成粒径为0.5～1.5mm的合金颗粒。本发明中采用的化学镀制备Pd膜的工艺，具体步骤是：
步骤1，合金颗粒基体的表面处理。采用常规方法对ZrV2合金颗粒表面预处理。所述的基体表面处理包括用砂纸打磨掉ZrV2合金表面的氧化层，并将ZrV2合金颗粒置于无水乙醇中超声波清洗5min，清洗完后取出ZrV2合金颗粒，再将ZrV2合金颗粒置于丙酮中超声波清洗5min，以去除ZrV2合金颗粒表面的油污。
步骤2，化学镀前对合金颗粒基体的预处理。所述的化学镀前对合金颗粒基体的预处理包括对合金颗粒基体进行酸洗、活化敏化、还原和烘干，使所述ZrV2合金颗粒表面具有足够均匀的活性位，并保持化学镀溶液的稳定性。具体过程是：
a.酸洗；将ZrV2合金颗粒置于配好的酸洗液中搅拌清洗。酸洗液温度为70℃，保温1h后取出ZrV2合金颗粒，再将ZrV2合金颗粒置于70℃的去离子水中清洗3遍，得到清洗后的ZrV2合金颗粒；
所述酸洗液由KF、HF和去离子水组成，其中每升敏化液中包括1g KF、1～1.5mLHF，其余成分为去离子水。
b.活化敏化；将清洗后的ZrV2合金颗粒置于敏化液中超声波清洗3min。将经过超声波清洗后的ZrV2合金颗粒置于去离子水中超声波清洗3min。将经过超声波清洗的ZrV2合金颗粒放入1%的氨水中超声波清洗3min后，将所述ZrV2合金颗粒置于去离子水中再次超声波清洗3min。将经过超声波清洗的ZrV2合金颗粒置于活化液中超声波搅拌清洗3min后，再将该ZrV2合金颗粒置于去离子水中超声波清洗3min，得到表面有足够均匀的活性位的ZrV2合金颗粒。
所述敏化液由SnCl2、HCl和去离子水组成，其中每升敏化液中包括5g SnCl2、20mLHCl，其余成分为去离子水。
所述活化液由PdCl2、HCl和去离子水组成，其中每升活化液中包括0.25g PdCl2、2.5mL HCl，其余成分为去离子水。
c.还原；为了保持化学镀溶液的稳定性，施镀前，将操作b中活化后的ZrV2合金颗粒浸入还原剂中还原，防止镀液污染。
还原剂由水合肼和去离子水组成，每升还原剂中包括5mL水合肼，其余成分为去离子水。
d.还原后取出ZrV2合金颗粒，再将ZrV2合金颗粒置于去离子水中清洗三遍后，加热烘干。
步骤3，在ZrV2合金颗粒表面沉积Pd膜。将烘干后的ZrV2合金颗粒置于镀液中，进行化学镀。化学镀的过程具体步骤为：
a.配制化学镀镀液。
所述的化学镀镀液是将200～250mL浓度为25%的NH3.H2O、40～50g的NH4Cl、1.59～2.77g的钯盐Pd(NH3)4Cl2、40～50g的Na2EDTA和5～8mL浓度为50%的N2H4.H2O混合后加入去离子水得到的；所述去离子水的加入量需使化学镀镀液的体积为1L。以上试剂均为分析纯。
制备体积为1L的化学镀镀液时，具体操作过程如下：
第一步，用体积为镀液总体积1/5的去离子水将NH4Cl与NH3.H2O配制成混合溶液。
第二步，用体积为镀液总体积1/5的去离子水将粉末状PdCl溶解后，搅拌加入到第一步中制备的NH4Cl与NH3.H2O的混合溶液中，形成氨的络合物Pd(NH3)4Cl2溶液。
第三步，将Na2EDTA用去离子水溶解，得到Na2EDTA溶液。所述去离子水的体积为镀液总体积的1/5。将Na2EDTA溶液搅拌中加入氨的络合物Pd(NH3)4Cl2溶液中，静置4h。得到加入有Na2EDTA溶液的氨的络合物Pd(NH3)4Cl2溶液。
第四步，将还原剂N2H4.H2O搅拌加入到加入有Na2EDTA溶液的氨的络合物Pd(NH3)4Cl2溶液中，得到添加有还原剂的氨的络合物Pd(NH3)4Cl2溶液。
第五步，将去离子水加入到添加有还原剂的氨的络合物Pd(NH3)4Cl2溶液，所述去离子水的加入量需使化学镀镀液的体积达到预定的1L。
b.化学镀施镀过程
将ZrV2合金颗粒置于步骤a中配置好的镀液中，将镀液放入水浴锅中加热至50℃，用NaOH稀溶液将镀液PH值调节至10～11，并将镀液保温2～3h。保温结束后，得到沉积有Pd膜的ZrV2合金颗粒。
对化学镀钯后的ZrV2合金颗粒进行XRD分析，除ZrV2基底相之外，X射线衍射图谱中出现了(111)、(200)、(220)的面心立方Pd的衍射峰，说明合金颗粒表面成功地包覆了一层钯膜。结果见图2（a）。
对化学镀钯后的ZrV2合金颗粒进行SEM分析，结果表明利用上述化学镀工艺，在ZrV2合金颗粒表面成功地沉积了一层Pd膜，薄膜连续性好，包覆均匀，薄膜较为致密，表面孔洞等缺陷较少。结果见图1（a）。SEM结果表明化学镀沉积钯膜的过程中，敏化活化过程在合金表面形成了胶状的Pd，提供催化中心，化学镀过程中被还原出的金属粒子以这些催化中心为形核中心，形核长大为球状颗粒，球状颗粒堆积，填入大颗粒的间隙中，形成连续的薄膜。结果见图1（b）。
对化学镀钯后的ZrV2合金颗粒进行EDS分析，结果表明化学镀沉积的钯膜其相组成与XRD分析结果一致，本发明化学镀的过程中并未引入其它杂质。结果见图3（a），图3（b）。
实施例2：
本实施例是通过化学镀工艺在Zr0.9Ti0.1V2合金颗粒表面沉积Pd膜的方法。将Zr0.9Ti0.1V2合金机械破碎成粒径为0.5～1.5mm的合金颗粒。本发明中采用的化学镀制备Pd膜的前处理工艺，具体步骤是：
步骤1，合金颗粒基体的表面处理。采用常规方法对Zr0.9Ti0.1V2合金颗粒表面预处理。所述的基体表面处理包括用砂纸打磨掉Zr0.9Ti0.1V2合金表面的氧化层，并将Zr0.9Ti0.1V2合金颗粒置于无水乙醇中超声波清洗5min，清洗完后取出Zr0.9Ti0.1V2合金颗粒，再将Zr0.9Ti0.1V2合金颗粒置于丙酮中超声波清洗5min，以去除Zr0.9Ti0.1V2合金颗粒表面的油污。
步骤2，化学镀前对合金颗粒基体的预处理。所述的化学镀前对合金颗粒基体的预处理包括对合金颗粒基体进行酸洗、活化敏化、还原和烘干，使所述Zr0.9Ti0.1V2合金颗粒表面具有足够均匀的活性位，并保持化学镀溶液的稳定性。具体过程是：
a.酸洗；将Zr0.9Ti0.1V2合金颗粒置于配好的酸洗液中搅拌清洗。酸洗液温度为70℃，保温1h后取出Zr0.9Ti0.1V2合金颗粒，再将Zr0.9Ti0.1V2合金颗粒置于70℃的去离子水中清洗3遍，得到清洗后的Zr0.9Ti0.1V2合金颗粒；
所述酸洗液由KF、HF和去离子水组成，其中每升敏化液中包括1g KF、1～1.5mLHF，其余成分为去离子水。
b.活化敏化；将清洗后的Zr0.9Ti0.1V2合金颗粒置于敏化液中超声波清洗3min。将经过超声波清洗后的Zr0.9Ti0.1V2合金颗粒置于去离子水中超声波清洗3min。将经过超声波清洗的Zr0.9Ti0.1V2合金颗粒放入1%的氨水中超声波清洗3min后，将所述Zr0.9Ti0.1V2合金颗粒置于去离子水中再次超声波清洗3min。将经过超声波清洗的Zr0.9Ti0.1V2合金颗粒置于活化液中超声波搅拌清洗3min后，再将该Zr0.9Ti0.1V2合金颗粒置于去离子水中超声波清洗3min，得到表面有足够均匀的活性位的Zr0.9Ti0.1V2合金颗粒。
所述敏化液由SnCl2、HCl和去离子水组成，其中每升敏化液中包括5g SnCl2、20mLHCl，其余成分为去离子水。
所述活化液由PdCl2、HCl和去离子水组成，其中每升活化液中包括0.25g PdCl2、2.5mL HCl，其余成分为去离子水。
c.还原；为了保持化学镀溶液的稳定性，施镀前，将操作b中活化后的Zr0.9Ti0.1V2合金颗粒浸入还原剂中还原，防止镀液污染。
还原剂由水合肼和去离子水组成，每升还原剂中包括5mL水合肼，其余成分为去离子水。
d.还原后取出Zr0.9Ti0.1V2合金颗粒，再将Zr0.9Ti0.1V2合金颗粒置于去离子水中清洗三遍后，加热烘干。
步骤3，在Zr0.9Ti0.1V2合金颗粒表面沉积Pd膜。将烘干后的Zr0.9Ti0.1V2合金颗粒置于镀液中，进行化学镀。化学镀的过程具体步骤为：
a.配制化学镀镀液。
所述的化学镀镀液是将200～250mL浓度为25%的NH3.H2O、40～50g的NH4Cl、1.59～2.77g的钯盐Pd(NH3)4Cl2、40～50g的Na2EDTA和5～8mL浓度为50%的N2H4.H2O混合后加入去离子水得到的；所述去离子水的加入量需使化学镀镀液的体积为1L。以上试剂均为分析纯。
制备体积为1L的化学镀镀液时，具体操作过程如下：
第一步，用体积为镀液总体积1/5的去离子水将NH4Cl与NH3.H2O配制成混合溶液。
第二步，用体积为镀液总体积1/5的去离子水将粉末状PdCl溶解后，搅拌加入到第一步中制备的NH4Cl与NH3.H2O的混合溶液中，形成氨的络合物Pd(NH3)4Cl2溶液。
第三步，将Na2EDTA用去离子水溶解，得到Na2EDTA溶液。所述去离子水的体积为镀液总体积的1/5。将Na2EDTA溶液搅拌中加入氨的络合物Pd(NH3)4Cl2溶液中，静置4h。得到加入有Na2EDTA溶液的氨的络合物Pd(NH3)4Cl2溶液。
第四步，将还原剂N2H4.H2O搅拌加入到加入有Na2EDTA溶液的氨的络合物Pd(NH3)4Cl2溶液中，得到添加有还原剂的氨的络合物Pd(NH3)4Cl2溶液。
第五步，将去离子水加入到添加有还原剂的氨的络合物Pd(NH3)4Cl2溶液，所述去离子水的加入量需使化学镀镀液的体积达到预定的1L。
b.化学镀施镀过程
将Zr0.9Ti0.1V2合金颗粒置于步骤a中配置好的镀液中，将镀液放入水浴锅中加热至50℃，用NaOH稀溶液将镀液PH值调节至10～11，并将镀液保温2～3h。保温结束后，得到沉积有Pd膜的Zr0.9Ti0.1V2合金颗粒。
对化学镀钯后的Zr0.9Ti0.1V2合金颗粒进行XRD分析，除Zr0.9Ti0.1V2基底相之外，X射线衍射图谱中出现了(111)、(200)、(220)的面心立方Pd的衍射峰，说明合金颗粒表面成功地包覆了一层钯膜。结果见图2（b）。
对化学镀钯后的Zr0.9Ti0.1V2合金颗粒进行SEM分析，结果表明在Zr0.9Ti0.1V2合金颗粒表面沉积了一层连续均匀的钯膜，薄膜致密性好。结果见图1（c）。SEM结果表明化学镀沉积钯膜的过程中，敏化活化过程在合金表面形成了胶状的Pd，提供催化中心，化学镀过程中被还原出的金属粒子以这些催化中心为形核中心，形核长大为球状颗粒，球状颗粒堆积，填入大颗粒的间隙中，形成连续的薄膜。结果见图1（d）。
对化学镀钯后的Zr0.9Ti0.1V2合金颗粒进行EDS分析，结果表明化学镀沉积的钯膜其相组成与XRD分析结果一致，本发明化学镀的过程中并未引入其它杂质。结果见图3（c），图3（d）。
实施例3：
本实施例是通过化学镀工艺在St707合金颗粒表面沉积Pd膜的方法。将St707合金机械破碎成粒径为0.5～1.5mm的合金颗粒。本发明中采用的化学镀制备Pd膜的前处理工艺，具体步骤是：
步骤1，合金颗粒基体的表面处理。采用常规方法对St707合金颗粒表面预处理。所述的基体表面处理包括用砂纸打磨掉St707合金表面的氧化层，并将St707合金颗粒置于无水乙醇中超声波清洗5min，清洗完后取出St707合金颗粒，再将St707合金颗粒置于丙酮中超声波清洗5min，以去除St707合金颗粒表面的油污。
步骤2，化学镀前对合金颗粒基体的预处理。所述的化学镀前对合金颗粒基体的预处理包括对合金颗粒基体进行酸洗、活化敏化、还原和烘干，使所述St707合金颗粒表面具有足够均匀的活性位，并保持化学镀溶液的稳定性。具体过程是：
a.酸洗；将St707合金颗粒置于配好的酸洗液中搅拌清洗。酸洗液温度为70℃，保温1h后取出St707合金颗粒，再将St707合金颗粒置于70℃的去离子水中清洗3遍，得到清洗后的St707合金颗粒；
所述酸洗液由KF、HF和去离子水组成，其中每升敏化液中包括1g KF、1～1.5mLHF，其余成分为去离子水。
b.活化敏化；将清洗后的St707合金颗粒置于敏化液中超声波清洗3min。将经过超声波清洗后的St707合金颗粒置于去离子水中超声波清洗3min。将经过超声波清洗的St707合金颗粒放入1%的氨水中超声波清洗3min后，将所述St707合金颗粒置于去离子水中再次超声波清洗3min。将经过超声波清洗的St707合金颗粒置于活化液中超声波搅拌清洗3min后，再将该St707合金颗粒置于去离子水中超声波清洗3min，得到表面有足够均匀的活性位的St707合金颗粒。
所述敏化液由SnCl2、HCl和去离子水组成，其中每升敏化液中包括5g SnCl2、20mLHCl，其余成分为去离子水。
所述活化液由PdCl2、HCl和去离子水组成，其中每升活化液中包括0.25gPdCl2、2.5mL HCl，其余成分为去离子水。
c.还原；为了保持化学镀溶液的稳定性，施镀前，将操作b中活化后的St707合金颗粒浸入还原剂中还原，防止镀液污染。
还原剂由水合肼和去离子水组成，每升还原剂中包括5mL水合肼，其余成分为去离子水。
d.还原后取出St707合金颗粒，再将St707合金颗粒置于去离子水中清洗三遍后，加热烘干。
步骤3，在St707合金颗粒表面沉积Pd膜。将烘干后的St707合金颗粒置于镀液中，进行化学镀。化学镀的过程具体步骤为：
a.配制化学镀镀液。
所述的化学镀镀液是将200～250mL浓度为25%的NH3.H2O、40～50g的NH4Cl、1.59～2.77g的钯盐Pd(NH3)4Cl2、40～50g的Na2EDTA和5～8mL浓度为50%的N2H4.H2O混合后加入去离子水得到的；所述去离子水的加入量需使化学镀镀液的体积为1L。以上试剂均为分析纯。
制备体积为1L的化学镀镀液时，具体操作过程如下：
第一步，用体积为镀液总体积1/5的去离子水将NH4Cl与NH3.H2O配制成混合溶液。
第二步，用体积为镀液总体积1/5的去离子水将粉末状PdCl溶解后，搅拌加入到第一步中制备的NH4Cl与NH3.H2O的混合溶液中，形成氨的络合物Pd(NH3)4Cl2溶液。
第三步，将Na2EDTA用去离子水溶解，得到Na2EDTA溶液。所述去离子水的体积为镀液总体积的1/5。将Na2EDTA溶液搅拌中加入氨的络合物Pd(NH3)4Cl2溶液中，静置4h。得到加入有Na2EDTA溶液的氨的络合物Pd(NH3)4Cl2溶液。
第四步，将还原剂N2H4.H2O搅拌加入到加入有Na2EDTA溶液的氨的络合物Pd(NH3)4Cl2溶液中，得到添加有还原剂的氨的络合物Pd(NH3)4Cl2溶液。
第五步，将去离子水加入到添加有还原剂的氨的络合物Pd(NH3)4Cl2溶液，所述去离子水的加入量需使化学镀镀液的体积达到预定的1L。
b.化学镀施镀过程
将St707合金颗粒置于步骤a中配置好的镀液中，将镀液放入水浴锅中加热至50℃，用NaOH稀溶液将镀液PH值调节至10～11，并将镀液保温2～3h。保温结束后，得到沉积有Pd膜的St707合金颗粒。
对化学镀钯后的St707合金颗粒进行XRD分析，除St707基底相之外，X射线衍射图谱中出现了(111)、(200)、(220)的面心立方Pd的衍射峰，说明合金颗粒表面成功地包覆了一层钯膜。结果见图2（c）。
对化学镀钯后的St707合金颗粒进行SEM分析，结果表明在St707合金颗粒表面沉积了一层连续均匀的钯膜，且薄膜致密性好，结果见图1（e）。SEM结果表明化学镀沉积钯膜的过程中，敏化活化过程在合金表面形成了胶状的Pd，提供催化中心，化学镀过程中被还原出的金属粒子以这些催化中心为形核中心，形核长大为球状颗粒，球状颗粒堆积，填入大颗粒的间隙中，形成连续的薄膜。结果见图1（f）。
对化学镀钯后的St707合金颗粒进行EDS分析，结果表明化学镀沉积的钯膜其相组成与XRD分析结果一致，本发明化学镀的过程中并未引入其它杂质。结果见图3（e），图3（f）。

Claims (6)

1.一种Zr基储氢合金沉积Pd膜的方法，其特征在于，具体步骤是：
步骤1，合金颗粒基体的表面处理；
步骤2，化学镀前对合金颗粒基体的预处理；所述的化学镀前对合金颗粒基体的预处理包括对合金颗粒基体进行酸洗、活化敏化、还原和烘干，使所述ZrV2合金颗粒表面具有足够均匀的活性位，并保持化学镀溶液的稳定性；具体过程是：
a.酸洗；将ZrV2合金颗粒置于酸洗液中搅拌清洗；酸洗液温度为70℃，保温1h后取出ZrV2合金颗粒，再将ZrV2合金颗粒置于70℃的去离子水中清洗，得到清洗后的ZrV2合金颗粒；
b.活化敏化；将清洗后的ZrV2合金颗粒置于敏化液中超声波清洗；将经过超声波清洗后的ZrV2合金颗粒置于去离子水中超声波清洗；将经过超声波清洗的ZrV2合金颗粒放入1%的氨水中超声波清洗后，将所述ZrV2合金颗粒置于去离子水中再次超声波清洗；将经过超声波清洗的ZrV2合金颗粒置于活化液中超声波搅拌清洗后，再将该ZrV2合金颗粒置于去离子水中超声波清洗，得到表面有足够均匀的活性位的ZrV2合金颗粒；
c.还原；施镀前，将操作b中活化后的ZrV2合金颗粒浸入还原剂中还原，防止镀液污染；
d.还原后取出ZrV2合金颗粒，再将ZrV2合金颗粒置于去离子水中清洗后，加热烘干；
步骤3，在ZrV2合金颗粒表面沉积Pd膜；将烘干后的ZrV2合金颗粒置于镀液中，进行化学镀；化学镀的过程具体过程是：将ZrV2合金颗粒置于配置好的镀液中，将镀液放入水浴锅中加热至50℃，用NaOH稀溶液将镀液PH值调节至10～11，并将镀液保温2～3h；保温结束后，得到沉积有Pd膜的ZrV2合金颗粒。
2.如权利要求1所述一种Zr基储氢合金沉积Pd膜的方法，其特征在于，所述酸洗液由KF、HF和去离子水组成，其中每升敏化液中包括1g KF、1～1.5mL HF，其余成分为去离子水。
3.如权利要求1所述一种Zr基储氢合金沉积Pd膜的方法，其特征在于，所述敏化液由SnCl2、HCl和去离子水组成，其中每升敏化液中包括5g SnCl2、20mL HCl，其余成分为去离子水。
4.如权利要求1所述一种Zr基储氢合金沉积Pd膜的方法，其特征在于，所述活化液由PdCl2、HCl和去离子水组成，其中每升活化液中包括0.25g PdCl2、2.5mL HCl，其余成分为去离子水。
5.如权利要求1所述一种Zr基储氢合金沉积Pd膜的方法，其特征在于，所述还原剂由水合肼和去离子水组成，每升还原剂中包括5mL水合肼，其余成分为去离子水。
6.一种用于权利要求1所述Zr基储氢合金沉积Pd膜的方法的化学镀镀液，其特征在于，所述的化学镀镀液是将200～250mL浓度为25%的NH3.H2O、40～50g的NH4Cl、1.59～2.77g的钯盐Pd(NH3)4Cl2、40～50g的Na2EDTA和5～8mL浓度为50%的N2H4.H2O混合后加入去离子水得到的；所述去离子水的加入量需使化学镀镀液的体积为1L；配制时：用体积为镀液总体积1/5的去离子水将NH4Cl与NH3.H2O配制成混合溶液；用体积为镀液总体积1/5的去离子水将粉末状PdCl溶解后，搅拌加入到第一步中制备的NH4Cl与NH3.H2O的混合溶液中，形成氨的络合物Pd(NH3)4Cl2溶液；将Na2EDTA用去离子水溶解，得到Na2EDTA溶液；所述去离子水的体积为镀液总体积的1/5；将Na2EDTA溶液搅拌中加入氨的络合物Pd(NH3)4Cl2溶液中，静置4h；得到加入有Na2EDTA溶液的氨的络合物Pd(NH3)4Cl2溶液；将还原剂N2H4.H2O搅拌加入到加入有Na2EDTA溶液的氨的络合物Pd(NH3)4Cl2溶液中，得到添加有还原剂的氨的络合物Pd(NH3)4Cl2溶液；将去离子水加入到添加有还原剂的氨的络合物Pd(NH3)4Cl2溶液，所述去离子水的加入量需使化学镀镀液的体积达到预定的1L。
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