一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>
探索氯離子在鉻液中的存在形式,游離的氯離子是否能夠在鉻液中穩(wěn)定存在及其可能存在的形式;
二、實(shí)驗(yàn)方法
主要通過離子色譜測試鉻液中的Cl-含量變化情況,以及其他物質(zhì)的峰的變化。探究氯離子是否以其他形式存于鉻液中;
三、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備
配制標(biāo)準(zhǔn)鉻液,并在其中加入氯化鉀,提供Cl-;
配制次氯酸鈉溶液、高氯酸銅溶液;
四、實(shí)驗(yàn)步驟
1、進(jìn)行三組測試,分別為:原液、原液+霍爾槽電鍍1H、原液+霍爾槽電鍍3H;鉻液稀釋1000倍測試;
2、其離子色譜曲線如下:
測試數(shù)據(jù)如下表:
氟離子 | 氯離子 | 7.1min峰面積 | |
原液 | 94.7 | 120.3 | 44585 |
原液+電鍍1H | 77.6 | 91.6 | 56203 |
原液+電鍍3H | 98.7 | 0 | 92551 |
3、數(shù)據(jù)說明
3.1、在氟離子峰旁邊有個相隔很近的峰,導(dǎo)致氟離子測試不穩(wěn)定,從三次測試數(shù)據(jù)來看,氟離子能夠在鉻液中穩(wěn)定存在;
3.2、從三次氯離子測試結(jié)果來看,氯離子在鉻液中不能以Cl-形式穩(wěn)定存在,會在電鍍過程中逐漸減少;
3.3、從7.1min峰面積測試來看,在電鍍過程中,峰面積逐漸增大,且與氯離子降低程度有明顯的比例關(guān)系;
4、次氯酸鈉和高氯酸銅溶液測試曲線如下
4.1、在次氯酸鈉溶液曲線中,沒有7.1min峰出現(xiàn),而在高氯酸銅溶液中出現(xiàn)7.1min峰;即7.1min峰很可能是氯的某個價態(tài)酸根;
5、持續(xù)電解
由客戶實(shí)際使用鍍液可知,其7.1min峰面積大部分在30000-40000,而在實(shí)際生產(chǎn)中不能完全避免氯離子帶入,即7.1min峰很可能可以通過電解降低其含量;
取鉻液進(jìn)行持續(xù)電解,測試其7.1min峰面積變化情況;共進(jìn)行四組確認(rèn)測試,其測試結(jié)果如下:
第四組 | ||||
30400 | 30725 | 30760 | 29140 | |
1H | 28352 | 28352 | 24349 | 18414 |
2H | 24460 | 22160 | 22178 | 20517 |
3H | 23240 | 20891 | 20792 | 19227 |
4H | 24037 | 19362 | 19277 | 19277 |
5H | 19790 | 18970 | 18433 | 18433 |
6H | 20097 | 18560 | 18447 | 18477 |
7H | 18490 | 18490 | 18322 | 18452 |
8H | 18502 | 18502 | 18452 | / |
測試說明:第一組:鉑金陽極、電流10A
第二組:鉑金陽極、電流7A
第三組:鉛陽極、電流10A
第四組:鉛陽極、電流7A
分析:
7.1min峰面積隨著電解時間的加長,其含量也逐漸降低,其峰面積降低到18500后,其峰面積將穩(wěn)定在該數(shù)值,繼續(xù)電解不能降低其含量。
五、實(shí)驗(yàn)匯總
1、氟離子能夠在鉻液中穩(wěn)定存在;
3、由上述測試可知,氯離子很可能會有部分被氧化為更高價態(tài)的氯酸根在鉻液中存在;且初步排除不是次氯酸根;且在高氯酸銅測試曲線中也出現(xiàn)7.1min峰,即在高氯酸銅中很可能含有該組分;
4、在三組測試7.1min峰面積中,可以發(fā)現(xiàn),氯離子的損失量和7.1min峰有很好的比例關(guān)系;每損失1ppm的氯離子,7.1min峰面積增長400左右;
5、由此并不能直接推測7.1min峰其代表的具體物質(zhì),難以獲取其標(biāo)準(zhǔn)液,而在實(shí)際使用中,陰離子的峰面積測試受離子色譜柱的影響非常明顯,隨著離子色譜柱使用的老化,其對陰離子的響應(yīng)值也會發(fā)生變化,難以通過某一個具體的峰面積值來推算其含量,需結(jié)合當(dāng)時測試中離子色譜柱的使用狀態(tài)。
六、相關(guān)引申
1、鍍鉻過程中氯離子進(jìn)入鍍液,不能穩(wěn)定存在,隨著電鍍進(jìn)行氯離子在陽極被氧化,其產(chǎn)物可能是一部分以更高價態(tài)化合物存在鍍液中,即使進(jìn)行高溫高電流電解消耗到一定程度(下限)也會依然存在,而大部分會被直接氧化成為氯氣,鍍鉻溫度較高(60℃),氯氣從鍍液中逸出,被抽風(fēng)帶走。
2、根據(jù)我們近兩年測試客戶鍍液情況分析匯總,有部分客戶的鉻液中有氯離子存在,但是都不高,一般低于20ppm,此種情況時就需要高溫高電流電解,建議電解溫度70-80℃,電流為正常電流的1.5倍(前提是鍍槽可以承受);
3、對于鍍鉻也中氯離子的存在形式,一部分以游離氯離子的形式存在但是很有限,隨著電鍍過程進(jìn)行會消耗掉;一部分被氧化成更高價態(tài)的物質(zhì),比如高氯酸(只是猜測);吳雙成高工在文獻(xiàn)中描述鹽酸(HCl)與鉻酸(H2CrO4)反應(yīng)生成氯化鉻酰,其中鹵原子具有吸電子誘導(dǎo)效應(yīng),與此同時,鹵原子的P電子與鉻氧雙鍵能發(fā)生P-π共軛效應(yīng),P-π共軛效應(yīng)大于誘導(dǎo)效應(yīng),使Cr-Cl鍵加強(qiáng),增強(qiáng)了氯化鉻酰的穩(wěn)定性,使其可以穩(wěn)定存在。
4、杜絕鍍鉻液中氯離子還是需要從源頭解決,比如監(jiān)控好純水電導(dǎo)率、入鉻槽前必須用純水沖洗干凈銅面、對于腐蝕版因其網(wǎng)點(diǎn)特殊性(呈u型、深度大、網(wǎng)底不平滑)更應(yīng)注意其網(wǎng)穴清洗(我公司的銅層活化劑可以完美解決腐蝕版難以清洗的問題,并且達(dá)到使網(wǎng)底光滑、U型口平滑的目的,更有利于油墨轉(zhuǎn)移,減少相關(guān)印刷問題)。
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