CN111732133A - 一种硫酸四氨钯的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硫酸四氨钯的制备方法，先将钯粉加入至浓硝酸与稍过量浓硫酸的混合溶液中，并向其中缓慢加入氧化剂加热，至无棕色气体逸出且溶液冷却后加入适量蒸馏水稀释至一定浓度，再滴加氨水调节溶液pH值，之后加入过量氨水搅拌混合，最后过滤结晶沉淀，并将沉淀烘干即可得到淡黄色硫酸四氨钯粉末样品。本发明工艺步骤少，操作简单，生产周期短，且产品纯度高，可用于批量生产硫酸四氨钯。
Description
技术领域
本发明属于精细化工领域，具体涉及电镀所用贵金属原料硫酸四氨钯的制备方法。
背景技术
电子行业为制备耐磨稳定的配件，常需在其表面镀一层贵金属（金、钯、铑），而随着工业技术进步，电镀液中卤素的含量需要尽可能降低，这也使得无卤素镀液的需求越来越大。
硫酸四氨钯作为一种无卤素镀液原料具有清洁环保、电镀效率高且能增强镀层的延展性等优点，目前被广泛用于网络用插头、电脑主板等电子行业镀钯。
硫酸四氨钯的制备方法报道较少，传统的硫酸四氨钯是将钯粉溶解于浓硝酸后利用浓硫酸进行赶硝后得到硫酸钯溶液，再用氨水络合得到硫酸四氨钯。
此方法存在钯粉于酸中溶解不完全，硝酸用量过多，赶硝过程冗长且赶硝不完全等问题。而尽管有报导过通过离子交换法合成高纯度的硫酸四氨钯样品的案例，但此方法成本较高操作难度较大且存在产率较低等问题目前难以实现批量生产。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种便于规模化生产的硫酸四氨钯制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种硫酸四氨钯的制备方法，依次按照以下步骤进行：
（1）采用50～200g钯粉作为原料，向其中滴加浓硝酸与稍过量浓硫酸的混合溶液，在60～90℃下旋转加热；
（2）向步骤（1）所得固液混合物中缓慢滴加少量氧化剂，于70～90℃下旋转加热，发生如下化学反应：
待钯粉完全溶解后升温至120～160℃旋转加热1～3小时赶硝，此间有大量黄烟产生；
（3）待步骤（2）反应容器中不再产生黄烟后，向所得静止冷却的红棕色溶液中加入一定量的蒸馏水，震荡直至容器壁上的棕色结晶完全溶解，得到钯含量150～250g/L的稀释溶液；
（4）将步骤（3）所得溶液进行过滤，向滤液中边搅拌边滴加氨水溶液；
（5）溶液pH值达到10～11时停止滴加氨水，并将所得溶液于室温搅拌30分钟，发生如下化学反应：
；
（6）向步骤（5）所得溶液中加入过量氨水后静置直至生成的淡黄色沉淀与上清液完全分离并沉于溶液底部；
（7）对步骤（6）所得结晶沉淀进行抽滤分离，抽滤所得清液留存用于钯回收，分离后的沉淀转移至60～90℃烘箱中恒温6～8小时得到钯含量不低于39.23%的淡黄色固体，产率98.1～98.9%。
所述的一种硫酸四氨钯的制备方法，其步骤（1）中浓硝酸的浓度为65～68%，每100g钯粉中加入20～60mL浓硝酸；浓硫酸的浓度为98%，每100g钯粉中加入30～90mL浓硫酸。
所述的一种硫酸四氨钯的制备方法，其步骤（1）中氨水的浓度为25～28%。
所述的一种硫酸四氨钯的制备方法，其步骤（2）中的氧化剂为H2O2、O3或Na2O2
本发明的有益效果是：本发明采用氧化剂作为助溶剂，使得钯粉能够在浓硝酸、浓硫酸的混合溶液中完全溶解，与传统技术相比，不仅有效减少了浓硝酸的用量，缩短了赶硝时间而且降低了因赶硝不完全而产生的杂质含量；而后在加入氨水络合前对硫酸钯溶液加水稀释至一定浓度，在不影响最终产品质量及收率的前提下有效降低了络合反应的剧烈程度以及反应可控度；本发明采用的硫酸四氨钯制备方法其产率能够达到98%以上且钯含量能达到39.2%以上，合成一批样品周期可控制在12小时以内，便于规模化生产。
附图说明
图1为本发明制备方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方法对此发明作进一步说明。
本发明的目的在于利用钯粉作为原料制备硫酸四氨钯并在钯粉溶解过程中加入少量氧化剂（如H2O2，O3，Na2O2等）作为溶解助剂，从而使得钯粉能完全溶于浓硝酸与浓硫酸的混合溶液中，极大地减少了浓硝酸与浓硫酸的用量，缩短赶硝时间，并降低因赶硝不完全而产生的杂质含量以及主要杂质硫酸铵的含量，并通过对所制得硫酸钯溶液加水稀释至一定浓度以减缓氨水络合反应剧烈程度，提高反应可控性安全性，综上所述，该方法工艺简单，且产品纯度高，可用于批量生产硫酸四氨钯。
实施例1
如图1所示，取50g钯粉于烧瓶中，并向其中滴加浓硝酸（20mL）与浓硫酸（30mL）的混合酸溶液，然后向所得固液混合物中缓慢加入氧化剂H2O2，于70℃下旋转加热，待钯粉完全溶解后升温至120℃旋转加热，此间有大量黄烟产生，加热约1小时，将黄烟不再产生后所得的深棕色粘稠状物（杯壁上有少量结晶析出）静置冷却并向其中加入蒸馏水稀释，震荡直至杯壁上的棕色结晶完全溶解（稀释后溶液钯含量为150-250g/L）。将上述溶液过滤并向滤液中边搅拌边滴加氨水，待溶液pH值达到10时停止滴加氨水，并于室温搅拌30分钟，此后加入过量氨水静置待淡黄色结晶完全沉于底部后对结晶沉淀进行抽滤分离，最后将沉淀转移至60℃烘箱中恒温6小时得到淡黄色固体， 产率98.9%， 产物钯含量检测为39.35%。
实施例2
如图1所示，取100g钯粉于烧瓶中，并向其中滴加浓硝酸（30mL）与浓硫酸（50mL）的混合酸溶液，然后向所得固液混合物中缓慢滴加氧化剂H2O2，于80℃下旋转加热，待钯粉完全溶解后升温至140℃旋转加热，此间有大量黄烟产生，加热约2小时，将黄烟不再产生后所得的深棕色粘稠状物，静置冷却并向其中加入蒸馏水稀释，震荡直至杯壁上的棕色结晶完全溶解（稀释后溶液钯含量为150-250g/L）。将上述溶液过滤并向滤液中边搅拌边滴加氨水，待溶液pH值达到10时停止滴加氨水，并于室温搅拌30分钟，此后加入过量氨水静置待淡黄色结晶完全沉于底部后对结晶沉淀进行抽滤分离，最后将沉淀转移至60℃烘箱中恒温8小时得到淡黄色固体， 产率98.2%， 产物钯含量检测为39.25%。
实施例3
如图1所示，取200g钯粉于烧瓶中，并向其中滴加浓硝酸（80mL）与浓硫酸（120mL）的混合酸溶液，然后向所得固液混合物中缓慢滴加氧化剂H2O2，于90℃下旋转加热，待钯粉完全溶解后升温至160℃旋转加热，此间有大量黄烟产生，加热约3小时，将黄烟不再产生后所得的深棕色粘稠状物，静置冷却并向其中加入蒸馏水稀释，震荡直至杯壁上的棕色结晶完全溶解（稀释后溶液钯含量为150-250g/L）。将上述溶液过滤并向滤液中边搅拌边滴加氨水，待溶液pH值达到11时停止滴加氨水，并于室温搅拌30分钟，此后加入过量氨水静置待淡黄色结晶完全沉于底部后对结晶沉淀进行抽滤分离，最后将沉淀转移至90℃烘箱中恒温7小时得到淡黄色固体， 产率98.1%， 产物钯含量检测为39.23%。
比较例
为进一步体现本发明的优势，下面以传统制备方法作为比较例进一步说明。
取100g钯粉于烧瓶，向其中滴加170mL浓硝酸，并在旋转蒸发装置中于90℃下加热3小时至钯粉不再溶解，向过滤除去未溶钯粉后所得的硝酸钯溶液中加入150mL浓硫酸并于180 ℃下旋转加热赶硝，此过程持续约6小时后基本无黄烟产生，然后将所得溶液过滤，并向滤液中边搅拌边缓慢滴加氨水（反应剧烈有大量白烟产生）待溶液pH值达到10时停止滴加氨水，并将所得溶液于室温搅拌30分钟，此后向溶液中加入过量氨水静置直至生成的淡黄色沉淀与上清液完全分离并沉于溶液底部，对结晶沉淀进行抽滤分离后将沉淀转移至90℃烘箱中恒温12小时得到淡黄色固体。
该方法由于需要两次旋转加热（溶解及赶硝）以及过滤过程，因此耗时较长且存在较多的钯原料浪费，且其产率仅有72.8%，最终所得产物钯含量检测为37.9%。钯含量较低主要是因为硝酸及硫酸的用量过大以至于赶硝未完全，以及在氨水络合过程产生较多的硫酸铵。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，以及部分运用的实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种硫酸四氨钯的制备方法，其特征在于：依次按照以下步骤进行
（1）选取钯粉作为原料，滴加浓硝酸与浓硫酸的混合溶液，在60～90℃下旋转加热；
（2）向步骤（1）所得固液混合物中缓慢滴加氧化剂，于70～90℃下旋转加热，发生如下化学反应：
待钯粉完全溶解后升温至120～160℃旋转加热1～3小时赶硝；
（3）待反应容器中不再产生黄烟后，向静止冷却的红棕色溶液中加入蒸馏水，震荡直至容器壁上的棕色结晶完全溶解，得到钯含量150～250g/L的稀释溶液；
（4）将步骤（3）所得溶液进行过滤，向滤液中边搅拌边滴加氨水溶液；
（5）溶液pH值达到10～11时停止滴加氨水，于室温搅拌30分钟，发生如下化学反应：
（6）加入过量氨水后静置直至淡黄色结晶完全沉于底部；
（7）对结晶沉淀进行抽滤分离，抽滤所得清液留存用于钯回收，将沉淀转移至60～90℃烘箱中恒温6～8小时得到钯含量不低于39.23%的淡黄色固体硫酸四氨钯。
2.根据权利要求1所述的一种硫酸四氨钯的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中浓硝酸的浓度为65～68%，每100g钯粉中加入20～60mL浓硝酸。
3.根据权利要求1所述的一种硫酸四氨钯的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中浓硫酸的浓度为98%，每100g钯粉中加入30～90mL浓硫酸。
4.根据权利要求1所述的一种硫酸四氨钯的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中氨水的浓度为25～28%。
5.根据权利要求1所述的一种硫酸四氨钯的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中的氧化剂为H2O2、O3或Na2O2。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20201002 |