产品知识 | 次磷酸钠在化学镀中的应用

产品知识 | 次磷酸钠在化学镀中的应用

次磷酸钠是一种理想的还原剂，主要用于化学镀、电镀、有机合成工业、食品加工及保鲜、工程塑料稳定剂等。随着研究的深入和其衍生物的大量增加，其应用领域不断扩大，已成为一种重要的无机盐产品。

次磷酸钠的性质

次磷酸钠为无色片状晶体。从水溶液中得到的次磷酸钠晶体为一水合物（·H2O），单斜棱柱体，无色，有吸湿性，易溶于水和醇，不溶于乙醚。干燥状态下保存较稳定，但加热至200℃以上时分解。H2PO2-为变形四面体构型。

纯H3PO2为白色晶体，熔点299.7K，易过冷变成粘稠液体，为一元酸，pKa=1.1（293~298K）。H3PO2是强还原剂，其水溶液不易被空气中的氧氧化。相对而言，稀溶液（质量分数小于20%）较易氧化为H3PO3。在413K时，H2PO2分解为H3PO4、PH3和H2；在碱性溶液中分解为HPO32-和H2，且分解速度随OH-浓度的增加而加快。

次磷酸盐在酸性（pH=0）和碱性（pH=14）介质中的电位图

次磷酸钠在化学电镀中的应用

次磷酸钠主要用作化学镀镍的还原剂，化学镀镍在平整性、耐腐蚀性、机械性能、导电性、磁性能等方面具有诸多优点，在各个行业中得到了广泛的应用。

化学镀还可以处理一些电镀无法处理的镀件，如孔、槽、不规则表面、较大的镀件等。化学镀所用的还原剂也可以是甲醛、硼氢化钠、肼、二甲氨基硼烷、低价金属离子等。

其中次磷酸钠由于其氧化还原电位低、镀液稳定、成本低等优点，应用最为广泛；而使用甲醛的镀液不稳定，且有毒，污染环境。

硼氢化钠在非强碱性溶液中极易分解，因此镀液pH值应保持在11以上。采用肼作还原剂，虽然不存在有害氧化物堆积问题，可得到纯度较高的镍镀层，但镀层内应力大，脆性大。二甲氨基硼烷可在较宽的pH范围内操作，但其价格相对较高。

采用低价离子（如Ti3+、Sn2+等）作为还原剂的缺点是氧化还原反应不能在催化剂表面发生。

次磷酸钠的最大用途是作为化学镀镍的还原剂。当次磷酸钠作为化学镀镍的还原剂时，通过改变镀液的组成和操作条件，可以得到磷质量分数为3%～12%的镍磷合金镀层。根据磷的质量分数的变化，可以用于不同的领域。一般化学镀镍液中次磷酸钠的质量浓度为25~30g/L，Ni2+与H2PO2-的摩尔比应保持在0.25~0.60之间，最好在0.30~0.45之间。配比过低，镀层的外观和性能较差；配比过高，镀层速度变得很慢，效率降低。镍沉积的反应速度一般与次磷酸钠的质量浓度成正比，因此次磷酸钠的质量浓度直接影响沉积速度。

由于次磷酸钠在铜表面无催化活性，所以在用次磷酸钠作还原剂进行化学镀铜时，常加入一些镍离子作为催化剂，其质量浓度为2g/L。镀层中镍的质量分数约为6%，使镀铜层的导电性和延展性下降约30%。用次磷酸钠作还原剂进行化学镀铜时，可用硫酸铁代替硫酸镍作催化剂。溶液组成为：五水硫酸铜2g/L、七水硫酸铁0.3g/L、酒石酸钾钠4g/L、次磷酸钠5g/L、硫酸铵0.8g/L、硫脲0.01g/L，pH值为10~13。

化学镀锡所用的还原剂一般为次磷酸钠，其产生的废水较容易处理且效果优于其他还原剂。镀层厚度随次磷酸钠质量浓度的增加先增加，达到最大值后稍有下降。

次磷酸钠作为一种价格低廉、性质稳定、无毒副作用的还原剂，其应用将越来越广泛。