分析技術(shù)在電鍍行業(yè)的應(yīng)用
作者：百檢網(wǎng) 時間：2021-11-22 來源：互聯(lián)網(wǎng)
胡磊，景欣欣[a]
（蘇州禾川化學技術(shù)服務(wù)有限公司[1]）
? 摘要：隨著工業(yè)化的發(fā)展，我國電鍍行業(yè)發(fā)展迅速，傳統(tǒng)的
The Application of Analytic Technique in Electroplating Industry
Lei Hu，Xinxin Jin
? Abstract: With the development of the industrialization, the electroplating industry developed rapidly in China. The traditional analytic technique cannot meet the development of the electroplating industry. Using modern chemical analysis and instrument analysis in electroplating industry, we can get the exact qualitative and quantitative results of the components which can shorter the gap between our technique and international advanced technique and it is good for the development of our electroplating industry.
? ?1.前言
?? 隨著工業(yè)化的發(fā)展，材料的表面性能受到越來越多人的關(guān)注。電鍍是表面處理過程中非常重要的一種方法，是我國的工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中不可缺少的一個環(huán)節(jié)，在我國國民經(jīng)濟中占有重要的位置。隨著市場需求的增加，電鍍行業(yè)也明顯呈現(xiàn)上升趨勢。通過近些年的發(fā)展，我國的電鍍行業(yè)工藝技術(shù)水平以及技術(shù)裝備水平都在逐步向發(fā)達國家靠近，但是還存在一定的差距。主要由于我國電鍍企業(yè)較多，普遍規(guī)模較小，技術(shù)與產(chǎn)品的更新?lián)Q代較慢。中國表面工程協(xié)會電鍍分會的發(fā)展規(guī)劃中也提出，根據(jù)我國的實際情況，電鍍行業(yè)的發(fā)展趨勢要向高端產(chǎn)品以及低毒低污染產(chǎn)品發(fā)展、還要進一步降低生產(chǎn)成本來提高效益，同時還要注重自身技術(shù)的創(chuàng)新[2]。這就要求電鍍行業(yè)的工作者能夠了解國際**技術(shù)，通過自身的經(jīng)驗積累，開發(fā)出應(yīng)用性能更好、更加經(jīng)濟的產(chǎn)品。
?? 電鍍是利用電解原理在材料表面鍍上一層
? 隨著電鍍行業(yè)的迅速發(fā)展，電鍍行業(yè)遇到的問題越來越多。為了能夠改進現(xiàn)有技術(shù)，解決生產(chǎn)、研發(fā)中遇到的問題，一些企業(yè)尋求與高校、研究所合作，取得一定效果。但是該類合作不能滿足大多數(shù)企業(yè)的需求，因此，一類以分析檢測來帶動研發(fā)的公司（例如：蘇州禾川化學技術(shù)服務(wù)服務(wù)有限公司1）應(yīng)運而生。這類公司的產(chǎn)生，可以幫助更多的企業(yè)了解國際**技術(shù)，還可以協(xié)助企業(yè)共同研發(fā)新產(chǎn)品，來滿足電鍍行業(yè)發(fā)展的需求。本文主要從化學分析以及儀器分析兩方面來簡單介紹企業(yè)在產(chǎn)品開發(fā)以及生產(chǎn)過程遇到問題時的解決方案。
? ?2.分析方法
?? 在產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)過程中，經(jīng)常會遇到產(chǎn)品的某個性能無法達到實際應(yīng)用需求，因此需要來對產(chǎn)品進行分析檢測。同時，對現(xiàn)有產(chǎn)品進行分析，有利于加快電鍍技術(shù)研發(fā)的步伐，跟進國際先進技術(shù)，從而縮短國內(nèi)外電鍍產(chǎn)品的技術(shù)差距。
? ?2.1 化學分析法
?? 化學分析法通常用于測定相對含量>1%的常量組分，準確度非常高（一般情況下相對誤差為0.1%-0.2%），所用儀器設(shè)備（天平、滴定管等）又很簡單，是解決常量分析問題的有效手段。化學分析被應(yīng)用在許多實際生產(chǎn)領(lǐng)域，可以與各種儀器分析緊密結(jié)合。
?? 化學分析中的滴定法非常重要，在分析研發(fā)過程中必不可少。化學滴定主要有四種：酸堿滴定；氧化還原滴定；配位滴定以及沉淀滴定。酸堿滴定需要選擇合適的指示劑來指示滴定終點，變色范圍全部或者部分落在滴定突躍范圍內(nèi)的指示劑都可以用來指示終點。常見的酸堿指示劑有甲基橙、甲基紅、溴酚藍、溴甲酚氯、酚酞、百里酚酞等。該類方法在電鍍液分析中有著廣泛的應(yīng)用。例如：氰化鍍鋅、堿性鋅酸鹽鍍鋅中總堿量的測定；酸性鍍銅中的總酸測定等。丘山等人選用甲基橙或者乙基橙作為指示劑對酸性鍍銅液中的硫酸進行滴定，可以準確的得到鍍液中硫酸的含量[3]。氧化還原滴定是以氧化還原反應(yīng)為基礎(chǔ)的一類滴定方法。根據(jù)物質(zhì)氧化還原電位的高低可以選擇合適的滴定劑。勞光啟利用氧化還原滴定對鎳鎢非晶鍍液中檸檬酸進行滴定，通過計算得到檸檬酸溶液的濃度，效果良好[4]。配位滴定主要用于金屬離子的測定，其中乙二胺四乙酸（EDTA）的應(yīng)用范圍*廣。配位滴定可以對電鍍液中的金屬離子(Zn、Cu、Fe等)進行滴定。李成虹提供了一種對鋅-鐵合金鍍液中鋅和鐵進行了滴定的方法，通過對滴定結(jié)果的計算可以得到鍍液中鋅和鐵的濃度[5]。沉淀滴定是以沉淀反應(yīng)為基礎(chǔ)的一種滴定方法，常用的有銀量法，多用于鹵素的測定。硫酸根通常也可以利用沉淀滴定的方法來進行定量。董亦斌利用該方法對鍍銅液中的硫酸根進行滴定，選用KI作為指示劑，可以簡便、快速的得到鍍液中硫酸根濃度[6]。
?? 隨著科技的發(fā)展，示波*譜滴定法受到越來越多人的關(guān)注。該方法解決了有些產(chǎn)品分析過程中指示劑法無法觀測的難題，利用示波儀可以直觀、選擇性的對產(chǎn)品進行滴定，在很多領(lǐng)域都可以運用[7]。何英和秦淑琪在電鍍液分析以及電鍍污水處理監(jiān)控中運用了這種方法，使得滴定的過程變得更簡單、更快，滴定的結(jié)果也更加的準確[8]。該類方法很好的利用化學分析與儀器的結(jié)合，解決了單純化學分析無法解決的問題。
?? ?2.2儀器分析法
?? 儀器分析是分析化學中一個重要分支，該方法利用特定的儀器，可以對物質(zhì)進行定性、定量分析。在電鍍行業(yè)，對電鍍液的分析儀器主要由等離子發(fā)射光譜（ICP）、離子色譜、紅外光譜、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用、核磁共振波譜等技術(shù)。
? ?2.2.1金屬元素的測定
?? 電鍍液中金屬元素主要來源于金屬鹽與導(dǎo)電鹽，通過化學滴定的方法固然可以測定金屬元素的含量，但是操作方法復(fù)雜，終點判斷人為誤差較大。利用儀器分析，可以大大降低人為誤差。常用的定性定量分析方法有ICP法、X-射線熒光光譜（XRF）法、原子吸收（AAS）法以及能量色散X射線光譜（EDX）法。對于未知鍍液中金屬元素的測定，其中以ICP和XRF*為常用。特別是ICP，可以一次分析多種元素，其需樣量少、靈敏度高，特別對低濃度物質(zhì)的定量尤為重要。
???2.2.2陰離子測定
?? 電鍍液中含有大量的金屬鹽，因此其中的陰離子量也較大。其中離子色譜*為常用，可以分析常見的陰離子（F-、Cl-、Br-、NO2-、NO3-、SO42-、PO43-），成為分析電鍍液中陰離子的**方法[9]。該法具有快速、方便、靈敏度高、選擇性好等點。可以同時分析多種離子化合物，大大縮短了分析時間。該方法不僅可以分析陰離子，還可以測定一些陽離子如：Li+、Na+、K+、Ca2+、Mg2+、NH4+等。
?? 2.2.3有機物的測定
?? 電鍍液中含有多種有機添加劑、緩沖劑、絡(luò)合劑等，都為有機成分，且這些組成種類繁多，非常復(fù)雜，大大增大了有機物的分析難度。因此在分析電鍍液的時候，有機物的分析顯得非常重要。
?? 目前，對有機物的分析方法較多，常用的方法有氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法（GC-MS）、液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法（LC-MS）、紅外光譜法（IR）、核磁共振波譜法（NMR）、質(zhì)譜法（MS）等。對于單一成分，紅外光譜法以可以非常快速的檢測產(chǎn)品中的有機物成分，不過需要專業(yè)技術(shù)，因此對儀器分析人員的技術(shù)需要較高。對于多種組分，GC-MS法可以對液體進行分析，需要樣品量較少，分析速度快，準確，但是樣品中不能氣化的物質(zhì)無法分析，因此需要和其他方法一起使用。LC-MS法可以對GC-MS進行補充，分析不能氣化的物質(zhì)，不過多種組分一般需要能在液相色譜柱中進行分離，很多情況下分離條件比較復(fù)雜，也使LC-MS的分析變得復(fù)雜。NMR法可以對單一成分進行快速檢測，結(jié)果準確，同樣需要專業(yè)人員進行分析。對多組分樣品，NMR也可以得到比較理想的結(jié)果，對于專業(yè)人員來說，通過NMR結(jié)果的分析，可以很迅速的得到電鍍液中的主要有機成分。MS法對單一成分分析可以給出結(jié)構(gòu)的分子量以及離子碎片，起到驗證分析結(jié)構(gòu)的方法，很難直接通過MS結(jié)果來分析多組分物質(zhì)的結(jié)構(gòu)。因此，對于電鍍液樣品的分析，不僅需要多種儀器的聯(lián)合使用，同時還需要工程師具備較強的儀器分析能力以及結(jié)果的綜合能力才能夠得到滿意的分析結(jié)果。
?? 3. 結(jié)語
?? 隨著電鍍技術(shù)的發(fā)展，市場對電鍍產(chǎn)品要求越來越高，今后電鍍市場對技術(shù)的依賴也會更強，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的企業(yè)會占據(jù)制高點，能耗高技術(shù)含量低的被逐步淘汰是必然趨勢。因此，了解現(xiàn)有技術(shù)，加速新產(chǎn)品的研發(fā)對于企業(yè)來說變得異常重要。目前，結(jié)合利用化學分析和儀器分析對電鍍液產(chǎn)品進行分析可以很好的對有機、無機成分進行測定，僅憑一種分析方法很難達到準確分析產(chǎn)品成分。因此需要同時運用多種分析技術(shù)，結(jié)合專業(yè)人士對測試結(jié)果的分析、相互印證，才能很好的確定有機、無機化合物的結(jié)構(gòu)。企業(yè)通過對現(xiàn)有技術(shù)的分析、了解，加速研發(fā)進程，可以很好的促進我國電鍍行業(yè)的發(fā)展，趕上并超過國際**水平。
?? [1] 蘇州禾川化學技術(shù)服務(wù)有限公司坐落于國際高新技術(shù)開發(fā)區(qū)---蘇州生物納米園，是國內(nèi)**的分析檢測公司，擁有**的技術(shù)研發(fā)平臺、雄厚的科研技術(shù)力量以及精密的高科技儀器設(shè)備。
?? [2] 中國表面工程協(xié)會電鍍分會. 中國電鍍行業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃（草案）[J]. 蘇州電鍍通訊2012(1):1-10.
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