化学镀铜:阳极部分反应

   日期:2021-07-16     浏览:212    
核心提示:1总反应大多数化学镀铜液是用甲醛作还原剂,碱性溶液中铜电极上甲醛的电化学氧化总反应按反应式(173)进行。2机理按反应式(173)进

1总反应

大多数化学镀铜液是用甲醛作还原剂,碱性溶液中铜电极上甲醛的电化学氧化总反应按反应式(17—3)进行。

2机理

按反应式(17—3)进行的总阳极部分反应至少分为两个单元步骤:

(1)形成电活性物质;

(2)从电活性物质到催化表面的电荷迁移。电活性物质的形成分三步进行:

①h2c0的水解

h2c0的水解

②亚甲基二醇的离解

亚甲基二醇的离解

③中间产物h2c(oh)0-的离解吸附,包括c—h键的断裂


这里的注脚ads表示吸附的物质,[hc(oh)0-]ads是电活性物质。电荷迁移,电活性物质的电化学氧化(脱附)按下面等式进行


这里hc00-(甲酸)是氧化产物。

吸附的氢(hads)在化学反应中脱附

吸附的氢(hads)在化学反应中脱附

或在电化学反应中脱附

电化学反应中脱附

在化学镀铜中,当还原剂为甲醛、基体为铜时,hads按化学反应[等式(17—8)]脱附;如果基体为钯或铂,hads按电化学反应[等式(17—9)]脱附。

3cannizzaro反应

化学镀铜中的一个重要副反应是甲醛的歧化反应(cannizzar0反应)

cannizzaro反应

该反应中,2mol的甲醛中1mol氧化成甲酸,1mol还原成甲醇,随着溶液ph值和温度的升高,反应速度加快[13]。

4动力学

决定阳极部分反应的主要因素是ph值和添加剂。由于0h-在反应式(17—7)中是反应物,因此直接影响反应速度,并且其影响很大[14,15]。

甲醛的还原电位(静电位)依据nernst等式随ph值线性变化

甲醛的还原电位(静电位)依据nernst等式随ph值线性变化

这里的,是标准电极电位e0和浓度在nernst等式中的综合表现形式,铜简单电极(不存在铜离子)在甲醛溶液中的静电位与ph值的关系,如图17—2所示,其平均斜率为-0.096v/dec。duffy等人[14]详细讨论了ph值对阳极部分反应的影响。


图17—2在0.13mol/lhch0和1.0mol/lkc1中铜电极的静电位与ph值的关系曲线l:不含配位体;曲线2:加入0.05mol/ledtp

相关阅读:化学镀铜:电化学模型   化学镀铜:化学镀铜沉积动力学    化学镀铜:生长机理    化学镀铜:结构    化学镀铜:性能

 









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