Введение к работе
Актуальность п. обдемы. В широко используемых на практике процессах химического осаждения металлов примег'ются различные восстановители. Детальный механизм этих процессов до сих лор является предметом дискуссий. Согласно одной из гипотез, процесс осаждения металла является элек-рохимическим и сопряженным с анодным окислением восстановителя. Согласно другой, процесс осаждения металла - химический. До сих пор не установлено образуется ли атопрный водород при окислении восстановителей, а если да, то принимает ли он Htnocj дст-венное участие в восстановлении иона металла.
Для более полного понимания процессов химического восстановления металлов необходимо предварительное изучение механизмов предполагаемых реакций. ВажнейшьЛ из них является реакция анодного окисления восстановителей, исследование которой и является предметом данной работы. В частности представляется актуальным сравнение электрохимического окисления водорода и различных гидридсодержащих восстановителей в широком диапазоне потенциалов.
Цель работа-изучение кине ических закономерностей анодного окисі, ния в одинаковых условиях ряда восстановителей, применяемых при химическом осаждении металлов.
Научная новизна. Впе.аые проведено сопоставление в сравнимых условиях кинетических закономерностей электрохимического окисления восстановителей, применяемых при химическом осаждении металлов: борогидрида нэтрия. гидразин-сульфата, гидразин-борана, да- и триметиламин-боранов.
Проведено систематическое исслед вание реакции анодного окисления водорода ( и D2) в широком диапазоне давлений.
Обнаружено, что при ионизации ИаВН4, N2H4BH3, N2H4 на Pt одной из промежуточных частиц является атомарный водород (На), а при окислении (СН3)2ННВН3 и (CEj^-BHg атомарный водород не образуется.
Впервые показано, что при больших скоростях ионизации Но процесс контролируется замедленной линейной поверхностной диффузией атомарного водорода.
Показана принципиальная возможность использования газообразного водорода при повышенном давлении в качестве восс
тановителя для осаждения никеля. На защиту выносятся:
I.Результаты экспериментального исследования анодного окисления на платине в щелочной среде молекулярного водорода и восстановителей, применяемых при химическом осаждении металлов: Оорогидрид, гидразин-сульфат, гидразин-боран, диметил-амин-бсран, триметиламин-Ооран.
2.Установление механизма реакции окисления молекулярного водорода на платине в щелочной среде.
3.Доказательства влияния линейной поверхностной диффузии атомарного водорода.на кинетику окисления молекулярного водорода
4.Доказательства образования атомарного адсорбированного водорода в качестве промежуточного продукта реакции анодного окисления борогидрила.
5.Сопоставление электрохимической активности исследованных восстановителей с их реакционной способностью при химическом эсаждении металлов.
Значение полученных результатов. Показано, что восстановление металла может протекать как за счет атомарного водорода, образующегося в качестве промежуточного продукта разложения восстановите"ей, так и за счет частиц, содержащих гид-ридный водород. Установлено, что электрохимическая активность изученных веществ может служить качественной мерой их восстановительной активности в процессе химического осаждения металлов.
Апробация работы и публикации. Материалы диссертации докладывались на Украинской Республиканской конференции "Теоретические основы технологии нанесения химических покрытий и? металлов и сплавов" (Киев-1988), VII Всесоюзной конференции по электрохимии (Черновцы-1988), конференции молодых ученых ИФХ АН СССР (1989), семинаре "Металлизация неметаллических материалов и проблемы промышленной гальванопластики" (Москва-199.), а также на семинарах в Институте физической химии АН СССР, Институте электрохимии им. А.Н.Фрумкина АН СССР и в Институте химии и химической технологии лН Лит.ССР. По материалам диссертации опубликовано 6 печатных работ.
Структура диссертации. Диссертация состоит из 9 глав (включая введение), выводов, приложения и списка литературы
(1Ы наименований). Объем диссертации - /62страниц машинописного текста, включая 50 рисунков, 8 таблиц, приложение и библиогрг*та). Обзор лиг„ратурных данных по электрохимическому поведению изученных в 'той работе восстановителей приведен в начале соответствующей главы.
