CN108864200B - 电镀用硫酸乙二胺钯的一步制备方法 - Google Patents

电镀用硫酸乙二胺钯的一步制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电镀用硫酸乙二胺钯的一步制备方法,属于精细化工领域。该方法步骤包括:(1)将试剂级硫酸四氨钯加入去离子水溶解,配制成钯离子浓度为20‑150g/L的溶液A。(2)在试剂级乙二胺中加入0.5~4倍体积量的去离子水稀释,配制成溶液B;硫酸四氨钯与乙二胺的质量体积比为100g:63~252mL。(3)将溶液A缓慢加入到溶液B中,在负压条件下反应至少12h,直至有大量黄色结晶沉淀生成。(4)过滤分离结晶,低温干燥,得到硫酸乙二胺钯。本发明方法工艺简单、副产物少,收率高,制备过程中不会引入有害杂质,产品纯度高。

Description

电镀用硫酸乙二胺钯的一步制备方法
技术领域
本发明属于精细化工领域,具体涉及一种电镀用硫酸乙二胺钯的制备方法,特别是一种电镀用硫酸乙二胺钯的一步制备方法。
背景技术
在连接器领域中,由于钯镍合金在许多方面的特性与硬金很相似,电镀钯或钯镍合金结合薄金工艺代替硬金电镀已应用了很多年。以硫酸四氨钯为电镀主盐的低氨体系电镀工艺,大幅降低了氨气的挥发速度,改善了操作环境,经过十几年的工业应用,在钯镍电镀中占据主导地位。但实际上低氨电镀工艺很难控制挥发的氨气浓度在最小的无危害限值内。车间中氨气的限值是20 ppm(即0.002%),但实际的氨气浓度会超出该限值20倍以上。
新型无氨无氯的钯镍合金电镀工艺逐渐被钯镍电镀行业采纳。美国专利US20030183533、US20030047460报道了一种新型的无氨无氯电镀钯盐,该钯盐的金属质量百分含量为31-41%([SO4 2-]:[Pd] = 0.9-1.5,[EDA]:[Pd] = 0.8-1.2)。其合成采用硫酸钯溶液与乙二胺溶液反应的方法进行;然而,由于硫酸钯溶液中强的酸性,会与乙二胺反应产生相应的盐而夹杂在产品中,且不易分离。另外,由于硫酸钯易水解,硫酸钯与乙二胺较长的反应时间同样会造成产品中不溶物的夹杂,进一步导致产品纯度降低。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述已有技术的缺陷,提供一种工艺简单、副产物少、产品纯度高的电镀用硫酸乙二胺钯的制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:一种电镀用硫酸乙二胺钯的一步制备方法,具体包括以下步骤:
(1)将试剂级硫酸四氨钯加入去离子水溶解,配制成钯离子浓度为20-150g/L的溶液A;
(2)在试剂级乙二胺中加入0.5~4倍体积量的去离子水稀释,配制成溶液B;硫酸四氨钯与乙二胺的质量体积比为100g:63~252mL;
(3)将溶液A缓慢加入溶液B中,在-0.04~-0.09MPa的负压条件下反应至少12h,直至有黄色结晶沉淀生成;
(4)过滤分离结晶,低温干燥,得到硫酸乙二胺钯。
上述制备过程涉及的化学反应为:
Figure DEST_PATH_IMAGE001
作为本发明技术方案的进一步改进,溶液A中,钯离子浓度优选为80-100g/L,有利于乙二胺置换氨配体的进行,提升产品的收率。
溶液B中,乙二胺与水的体积比优选为1:1~2,有利于乙二胺置换氨配体的进行,提升产品收率。
硫酸四氨钯与乙二胺的质量体积比为100g:157~252mL,过量的乙二胺有利于反应进行,降低产品中原料硫酸四氨钯的残留,但过量的乙二胺将导致产品溶解,从而降低产品的收率,本发明中硫酸四氨钯与乙二胺的质量体积比最高为100g: 252mL。
步骤(3)中,溶液A与溶液B的反应温度为20-90℃,优选为60-80℃,该反应温度可以提升反应速率,同样有利于降低产品中原料硫酸四氨钯的残留。
与现有无氨无氯电镀钯盐的制备方法相比,本发明具有以下有益效果:
1、本发明以商品化、且廉价易得的硫酸四氨钯为原料,与乙二胺溶液在减压条件下一步反应制备得到电镀用硫酸乙二胺钯。该方法操作简单,不会引入有害杂质,且即使原料残留也不会对电镀液的性质造成任何影响,克服了常规无氨无氯电镀钯盐合成方法中产品难以和硫酸乙二胺分离的难题,解决了反应过程中硫酸钯的水解造成不溶物夹杂的问题。
2、本发明制备方法硫酸乙二胺钯的收率可达到92%以上,产品元素组成分析结果显示,采用本发明方法制备的硫酸乙二胺钯产品无其他杂质元素,纯度高。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
称取含200g金属量的试剂级硫酸四氨钯(Pd:39%),加入2000mL去离子水中,搅拌溶解得溶液A。量取试剂级的乙二胺126mL,加入126mL的去离子水,搅拌稀释,配制成溶液B。在负压条件下(P=-0.06MPa),将溶液A缓慢加入到溶液B中,60℃下,搅拌反应12h,生成大量黄色结晶沉淀。过滤分离结晶,去离子水洗涤,低温真空干燥,得到硫酸乙二胺钯产品,收率为95.8%。
产品IR分析:IR(cm-1,KBr)3248,3210[s,v(N-H)];1584,1562[m,δ(HNH)], 1220,1137, 1021,955[vs,v(SO4)]。该参数表明,本发明方法成功合成了硫酸乙二胺钯。产品元素组成分析结果见表1。表1结果显示,采用本发明方法制备的硫酸乙二胺钯产品无其他杂质元素的存在,纯度高。
表1 实施例1中产品的元素组成分析
Figure 651287DEST_PATH_IMAGE002
实施例2
称取含200g金属量的试剂级硫酸四氨钯(Pd:39%),加入2500mL去离子水中,搅拌溶解得溶液A。量取试剂级的乙二胺315mL,加入630mL的去离子水,搅拌稀释,配制成溶液B。在负压条件下(P=-0.09MPa),将溶液A缓慢加入到溶液B中,80℃下,搅拌反应24h,生成大量黄色结晶沉淀。过滤分离结晶,去离子水洗涤,低温真空干燥,得到硫酸乙二胺钯产品,收率为92.8%。
产品IR分析:IR(cm-1,KBr)3248,3210[s,v(N-H)];1584,1562[m,δ(HNH)], 1220,1137, 1021,955[vs,v(SO4)]。该参数表明,本发明方法成功合成了硫酸乙二胺钯。产品元素组成分析结果见表2。表2结果显示,采用本发明方法制备的硫酸乙二胺钯产品无其他杂质元素的存在,纯度高。
表2 实施例2中产品的元素组成分析
Figure DEST_PATH_IMAGE003
实施例3
称取含200g金属量的试剂级硫酸四氨钯(Pd:39%),加入1300mL去离子水中,搅拌溶解得溶液A。量取试剂级的乙二胺126mL,加入65mL的去离子水,搅拌稀释,配制成溶液B。在负压条件下(P=-0.05MPa),将溶液A缓慢加入到溶液B中,90℃下,搅拌反应48h,生成大量黄色结晶沉淀。过滤分离结晶,去离子水洗涤,低温真空干燥,得到硫酸乙二胺钯产品,收率为80%。
产品IR分析:IR(cm-1,KBr)3248,3210[s,v(N-H)];1584,1562[m,δ(HNH)], 1220,1137, 1021,955[vs,v(SO4)]。该参数表明,本发明方法成功合成了硫酸乙二胺钯。产品元素组成分析结果见表3。表3结果显示,采用本发明方法制备的硫酸乙二胺钯产品无其他杂质元素的存在,纯度高。但由于原料钯浓度和乙二胺浓度的提高,导致反应时间的加长,产品收率有所降低。
表3 实施例3中产品的元素组成分析
Figure 365165DEST_PATH_IMAGE004
实施例4
称取含200g金属量的试剂级硫酸四氨钯(Pd:39%),加入10L去离子水中,搅拌溶解得溶液A。量取试剂级的乙二胺504mL,加入2000mL的去离子水,搅拌稀释,配制成溶液B。在负压条件下(P=-0.04MPa),将溶液A缓慢加入到溶液B中,20℃下,搅拌反应48h,有黄色结晶沉淀生产。过滤分离结晶,去离子水洗涤,低温真空干燥,得到硫酸乙二胺钯产品,收率为64.5%。
产品IR分析:IR(cm-1,KBr)3248,3210[s,v(N-H)];1584,1562[m,δ(HNH)], 1220,1137, 1021,955[vs,v(SO4)]。该参数表明,本发明方法成功合成了硫酸乙二胺钯。产品元素组成分析结果见表4。表4结果显示,采用本发明方法制备的硫酸乙二胺钯产品无其他杂质元素的存在,纯度高。但由于原料钯浓度和乙二胺浓度的降低,导致反应时间的加长,产品收率有所降低。
表4 实施例4中产品的元素组成分析
Figure DEST_PATH_IMAGE005

Claims (6)

1.电镀用硫酸乙二胺钯的一步制备方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
(1)将试剂级硫酸四氨钯加入去离子水溶解,配制成钯离子浓度为20-150g/L的溶液A;
(2)在试剂级乙二胺中加入0.5~4倍体积量的去离子水稀释,配制成溶液B;硫酸四氨钯与乙二胺的质量体积比为100g:63~252mL;
(3)将溶液A缓慢加入溶液B中,在-0.04~-0.09MPa的负压条件下反应至少12h,直至有黄色结晶沉淀生成;
(4)过滤分离结晶,低温干燥,得到硫酸乙二胺钯。
2.根据权利要求1所述的电镀用硫酸乙二胺钯的一步制备方法,其特征在于:溶液A中,钯离子浓度为80-100g/L。
3.根据权利要求1所述的电镀用硫酸乙二胺钯的一步制备方法,其特征在于:溶液B中,乙二胺与水的体积比为1:1~2。
4.根据权利要求1所述的电镀用硫酸乙二胺钯的一步制备方法,其特征在于:硫酸四氨钯与乙二胺的质量体积比为100g:157~252mL。
5.根据权利要求1所述的电镀用硫酸乙二胺钯的一步制备方法,其特征在于:步骤(3)中,反应温度为20-90℃。
6.根据权利要求5所述的电镀用硫酸乙二胺钯的一步制备方法,其特征在于:步骤(3)中,反应温度为60-80℃。
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