硫酸钯的应用

背景及概述^[1]

PdSO₄·2H₂O=238.50，红棕色晶体，易潮解。受热则分解。易溶于冷水，遇热水则分解。

制备^[2]

(1)①称取10g钯粉放入到烧杯中，分批加入50mL王水，在115～130℃ 下加热0.5～1h，使钯粉溶解；②赶硝，待钯粉全部溶解后，于115～130℃加热并滴加质量分数为37％的浓盐酸10mL以利于氮氧化物的逸出；③赶硝完成后，待溶液稍冷后，用G4砂芯漏斗过滤溶液，所得滤液即为氯化钯，残渣回收；

其反应式为：

 (2)所得氯化钯滤液加入20mL30％wt的氢氧化钠溶液中和，搅拌反应1h； 静置，用倾滗法洗涤沉淀五次，然后取20mL洗水滴入5滴1％硝酸银溶液，若洗水出现白色沉淀则继续洗涤，直至洗水中不出现白色沉淀；其反应式为：

(3)所得氢氧化钯沉淀转移到1L烧杯中，加入5mL98％浓硫酸溶解反应， 100℃水浴加热使其充分反应得硫酸钯溶液；其反应式为：

应用 ^[2-3]

一、用于制备硫酸四氨合钯

四氨合钯(II)类化合物([Pd(NH3)4]X2)是一类重要的钯化合物，广泛应用在 化学催化及电镀工业。其中，硫酸四氨合钯(II)([Pd(NH3)4]SO4)是一种新型电镀主盐，由于其电镀效率高、清洁环保，已经广泛应用于电子行业镀钯。此外硫酸四氨合钯(II)由于水溶性好、溶液化学性质相对稳定，也可以作为负载型钯催化剂的前驱体化合物。硫酸四氨合钯(II)常规的合成方法是以硫酸钯为起始原料和氨水反应制 备硫酸四氨合钯(II)。由于硫酸钯不溶于水，在制备过程中需要先将硫酸钯溶在稀硫酸溶液中，再通过低价氨水使硫酸钯生成硫酸四氨合钯，最后浓 缩结晶得到产品。CN201310312422.8提出一种硫酸四氨合钯的合成方法，克服了现有技术的上述不足，该方法是以钯粉为起始原料，通过四步反应得到([Pd(NH₃)₄]SO₄)；操作简单、产率高，得到的产品纯度高。

所述的硫酸四氨合钯的合成方法，用烧杯称量10.00g(94.0mmol)钯粉，分批次加入200mL王水，盖上表面皿在115℃下加热1h让钯粉溶解，然后取下表面皿，继续加热并滴加质量分数为37％的盐酸10mL以利于氮氧化物的逸出，加热过程中，液面保持在20mL(保持液面是为了使钯化合物不致被析出进而氧化成氧化钯)，若液面下降则补加纯水维持溶液体积不变)，直至烧杯内再无黄棕色气体逸出，停止加热，赶硝结束；赶硝完成后，将溶液体积煮至10mL，加入20mL30％wt氢氧化钠溶液，搅拌均匀；用砂芯漏斗抽滤，并用 纯水洗涤数次滤渣，滤液及洗液回收，滤渣干燥后得到氢氧化钯晶体，将氢氧 化钯晶体倒入烧杯中加入5mL98％浓硫酸，加热到95～100℃，使其充分溶解，得到硫酸钯溶液；滴加氨水，采用先慢后快的滴加速度，直至pH达到8-9时，停止加入氨水；所得黄色溶液过滤，滤液蒸发使其结晶，所得近白色晶体，用5mL冰水洗涤后在50℃真空干燥2h，得21.15g硫酸四氨钯，产率83.3％。特征结构参数：<1>元素分析：测定值H4.43％，N20.70％，Pd39.32％与 理论值H4.47％，N20.70％，Pd39.33％一致；<2>IR(cm^-1，KBr)3246.08[s，v(NH₃)]，1618.34[m，δas(HNH)]，1301.55[s，δs(HNH)]，1114.28，618.93(vs，v(SO₄))。这些参数符合所发明的化合物的化学结构。

二、用于制备一种化学铜活化剂

PCB(Printed Circuit Board)，中文名称为印制电路板，又称印刷线路板，是重要 的电子部件，是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气连接的载体。由于它是采用电子印 刷术制作的，故被称为“印刷”电路板。近年来，随着整个电子行业的飞速发展，电子产品越来越轻、薄，高端线路板也快 速向多高层、薄、高阶盲埋孔、填孔方向发展，因此对通孔化学镀提出更高的要求，对通孔化学镀的加工工艺包括水平线和垂直线，传统通孔化学铜垂直线的加工工艺满足不了高端线 路板的品质要求，而水平线设备因为对薄板传输以及对通孔溶液交换良好的优势渐渐成为 行业的新选择。与此同时，传统化学铜的活化工艺应用在水平线设备上，也会产生一些新的问题和困难，其一是溶液的稳定性的问题，其二是活化反应速度的问题，普通的活化溶液需 要较长的时间处理，才能在非金属材料的通孔孔壁吸附足够量的金属钯，保证孔壁在化学 铜沉积时的完整镀覆催化。较长的处理时间意味着更长的水平线生产设备，而整个设备投资和场地的限制对行业水平线设备化学镀的活化溶液技术进行升级提出了新的要求。CN201710610715.2提供一种化学铜活化剂，其稳定剂好，活化处理时间短，15～60s的条件下即可满足品质要求。为达此目的，本发明采用以下技术方案：一种化学铜活化剂，包括如下物质：浓度为100～1000ppm的硫酸钯、质量浓度为 0.1～10g/L的稳定剂以及质量浓度为0.5～5g/L的加速剂。制备方法为：在浓度为100～1000ppm的硫酸钯中加入质量浓度为0.1 ～10g/L的稳定剂以及质量浓度为0.5～5g/L的三乙醇胺，混合均匀后得到所述化学铜活化剂。本发明的有益效果为：(1)本发明的化学铜活化剂的稳定剂好，可在水平线剧烈搅拌条件下连续生产30 天。(2)本发明的化学铜活化剂的活化处理时间大幅降低，在处理时间为15～60s的条 件下即可满足品质要求。

主要参考资料

[1] 化学物质辞典

[2] CN201310312422.8 硫酸四氨合钯的合成方法

[3] CN201710610715.2 一种化学铜活化剂及制备方法