Обратно

Химическое осаждение палладия

Восстановление палладия до металла из растворов может протекать при действии многих восстановителей. Изучены процессы осаждения палладия гидразином и его производными, гипофосфитом, формальдегидом, борогидридом [4, 56, 78, 181, 260]. В качестве лигандов используются аммиак, ЭДА, ЭДТА, пирофосфат-, цианид- и хлорид-ионы. Ка­тализаторами химического осаждения палладия служат металлы VIII группы, Au, Ag, W, Mo. В отличие от серебра, и особенно золота, палладий является хорошим катализатором практически всех известных реакций ХОМ, в том числе и химического осаждения палладия, обеспечивая в последнем случае автокаталитичность процесса при использовании перечисленных восстановителей. Это свойство палладия, по-видимому, обусловлено его значительной каталитической активностью в реакциях дегидрирования, окисления, восстановления [56].

Уравнение реакции восстановления ионов палладия гидразином можно записать в виде [56]: 2Pd2+ + N2H4->2Pd + + N2 + 4H+. Реакция протекает при невысоких температурах (20–30°С), а при 80°С скорость реакции осаждения достигает 25 мкм/ч [4], что на порядок превышает скорость осаждения других благородных металлов из большинства растворов ХОМ (табл. 4.3). При этом получается чистый продукт восстановления.
По сравнению с гидразином гипофосфит как восстановитель палладия имеет ряд важных преимуществ, основным из которых является устойчивость гипофосфитных растворов. Восстановление палладия идет из аммиачных или этилендиаминовых комплексов, а добавки хлорид-ионов (в виде NH4C1, ЭДА, пирофосфата, тиосульфата) дополнительно стабилизируют раствор. Реакция восстановления палладия происходит согласно уравнению

К числу побочных процессов относится осаждение фосфора и в очень малой степени – выделение водорода. Восстановление палладия в этих растворах проводят обычно в интервале рН 4 – 10 при температурах 40 – 60 °С. В этих условиях образуется пленка Pd – Р, включающая 2,3 – 15 мол. % Р [4, 56]. Скорость осаждения составляет 2 – 10 мкм/ч. При более низких рН содержание фосфора больше. Повышение температуры нецелесообразно вследствие ощутимого снижения при этом стабильности растворов (рис. 4.4). В работах [56, 181] отмечается, что ускоряющей осаждение палладия добавкой является фторид аммония, однако причины его ускоряющего действия не рассматриваются.
При использовании столь активного восстановителя, как борогидрид, химическое осаждение палладия в виде пленок целесообразно проводить лишь из цианидных растворов [4]. В этих случаях для достижения приемлемых скоростей 2 – 3 мкм/ч приходится повышать температуру до 85 - 95 °С, а растворы стабилизировать путем введения дополнительных лигандов (ЭДТА, тиомочевины). Осаждаемые пленки содержат до 12,1 – 14,1 мол. % В. В процессе осаждения наблюдается снижение его скорости вследствие пассивации поверхности палладия за счет адсорбции CN- [260].
Химически осажденные палладиевые пленки отличаются высокой коррозионной и химической стойкостью, твердостью, механической прочностью. При осаждении палладия из гипофосфитных растворов образуются светлые гладкие пленки. Толщина палладиевых пленок в отличие от золотых и серебряных при использовании реакций ХОМ может достигать нескольких десятков микрон.
Реакции химического осаждения палладия не находят применения в процессах проявления фотографических изображений, так как не имеют преимуществ по сравнению с реакциями осаждения других металлов.

"Химическое осаждение металлов из водных растворов" Минск, "Университетское" 1987. Стр. 95-98

Обратно