碱性锌镍合金电镀溶液中镍含量分析方法的研究与应用

碱性锌镍合金电镀溶液中镍含量分析方法的研究与应用

本发明涉及电镀液成分分析

技术领域：

本发明涉及一种碱性锌镍合金电镀液中镍含量的分析方法。

背景技术：

电镀锌镍合金是一种钢铁阳极保护镀层，镍含量为10%～15%的锌镍合金镀层的耐蚀性比锌镀层提高7～10倍，还具有良好的涂装性、焊接性、成形性和低氢脆性，因此在汽车、航空航天、轻工、家电等行业得到广泛应用，特别是取代了毒性较大的镀镉工艺，取得了良好的社会效益和环境效益。在近30年的研究和应用中，行业在碱性锌镍合金电镀工艺的使用上积累了丰富的经验，但镀液维护方面还存在一些问题需要进一步研究。碱性锌镍合金镀液中镍含量的分析一般采用丁二酮肟作为显色剂[1]，在碱性条件下，二价镍离子与过硫酸铵氧化为四价镍离子，四价镍离子与丁二酮肟反应生成红色络合物。 用分光光度法测定二甲基乙二肟络合镍（IV）离子的吸光度。由于镀液中的脂肪胺络合剂对二价镍离子有很强的配位能力[2]，二价镍离子被氧化成四价镍离子的反应很慢，在气温较低的冬季，需4个小时才能完全显色，导致测定结果偏低，往往会误导镀液的维护。参考文献：[1]许宏迪，邹群.电镀溶液分析技术.北京：化学工业出版社，2003：259-261。[2]费世东，张晓华，徐燕，等.碱性体系锌镍合金电镀过程中络合剂对镀层的影响.材料保护，2005，38（4）：48-50+61。

技术实施要素：本发明提供了一种碱性锌镍合金镀液中镍含量的分析方法，以解决现有技术测定镀液中镍含量不准确，测定时间过长，影响镀液维护的问题。本发明的技术方案是这样实现的：一种碱性锌镍合金镀液中镍含量的分析方法，包括以下步骤：步骤1：配制以下试剂：三乙烯四胺溶液、氢氧化钠溶液、镍标准溶液；步骤2：在碱性条件下，以三乙烯四胺为显色剂，测定镍标准溶液的吸光度，绘制镍的质量浓度与吸光度对应关系的标准曲线；步骤3：将碱性锌镍合金镀液吸取于容量瓶中，加入三乙烯四胺溶液，用水稀释至刻度，摇匀，用可见光分光光度计，以水为参比溶液，在波长等于560nm处测定测试溶液的吸光度； 步骤4：根据步骤3测得的样品吸光度，由标准曲线得到镍的质量浓度。优选的，所述三乙烯四胺溶液为100mL/L三乙烯四胺水溶液。优选的，所述氢氧化钠溶液为125g/L氢氧化钠水溶液。优选的，所述镍标准溶液的配制方法为：将8.954g/L六水硫酸镍溶液溶解于容量瓶中，加入1mL浓硫酸，用水稀释至刻度，摇匀；配制成含2.00g/L镍的标准溶液。 优选的，所述步骤2为：吸取5mL、10mL、15mL、20mL、25mL镍标准溶液于5个50mL容量瓶中，分别加入10mL三乙烯四胺溶液和10mL氢氧化钠溶液，用水稀释至刻度，摇匀，用3cm比色皿，以水为参比溶液，在560nm波长处测定各试液的吸光度；以镍的质量浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。

优选地，步骤三为：用移液器吸取10mL碱性锌镍合金镀液于50mL容量瓶中，再加入10mL三乙烯四胺溶液，用水稀释至刻度，摇匀，用3cm比色皿，以水为参比溶液，在波长等于560nm处测定试验溶液的吸光度。本发明提出了一种碱性锌镍合金镀液中镍含量的分析方法，在碱性条件下，以三乙烯四胺为显色剂，用分光光度法测定镍含量。碱性锌镍合金镀液中含有二乙烯三胺、三乙烯四胺或四乙烯五胺等配体，这些配体与三乙烯四胺性质相同，不影响镍的测定。有些镀液中含有的乙二胺四乙醇对镍的测定影响不大，可以忽略不计。 镀液中的单乙醇胺、二乙醇胺或三乙醇胺等配体对镍的配位能力较弱，对镍的测定无影响。碱性锌镍合金镀液中的辅助光亮剂在电镀过程中会产生橙黄色分解产物，这些分解产物对镍的测定有一定影响。分解产物在波长等于400nm处有较大的吸光度，随着测量波长的增加，分解产物的吸光度不断下降，在波长为560nm时，分解产物的吸光度已降到很低的水平。三乙烯四胺镍络离子在波长等于540nm处有最大吸光度。为避免分解产物对镍测定的干扰，本发明在波长为560nm处测定样品的吸光度，分解产物对镍测定的影响可以忽略不计。

本发明在强碱性条件下进行测定，制作标准曲线时加入10mL 125g/L氢氧化钠溶液。碱性锌镍合金镀液中氢氧化钠的工艺范围为120-135g/L，分析样品时取镀液10mL。标准溶液测定时所用氢氧化钠的量与样品测定时所用氢氧化钠的量相同，保证标准溶液和样品的测定条件一致。氢氧化钠的浓度在工艺范围内变化很小，对三乙烯四胺镍络离子的吸光度没有影响。本发明分析碱性锌镍合金镀液中镍含量的方法精密度高，准确度高。解决了目前碱性锌镍合金镀液中镍含量分析结果低、耗时长的问题。具体实施方式为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明作进一步的具体说明，但不应理解为对本发明的限制。 本领域的技术人员需要了解上述内容

对发明内容作出的一些非实质性的改进和调整也认为属于本发明的保护范围。本发明方法的要点是在碱性溶液中，三乙烯四胺与镍离子反应生成紫红色络合物，用分光光度法测定三乙烯四胺-镍络合物离子的吸光度，根据比尔定律得到碱性锌镍合金镀液中镍的质量浓度。实施例1：配制以下试剂：三乙烯四胺溶液：100mL/L三乙烯四胺水溶液。氢氧化钠溶液：125g/L氢氧化钠水溶液。镍标准溶液：含2.00g/L镍的硫酸镍水溶液，将8.954g/L六水硫酸镍溶解于容量瓶中，加1mL浓硫酸，用水稀释至刻度，摇匀。 用移液器吸取10mL镍标准溶液于50mL容量瓶中，加入10mL三乙烯四胺溶液，再加入10mL氢氧化钠溶液，用水稀释至刻度，摇匀，用3cm比色皿，以水为参比溶液，在不同波长下测定试验溶液的吸光度。所得三乙烯四胺镍络合离子在不同波长下的吸光度测定结果列于表1。三乙烯四胺镍络合离子在等于540nm的波长处具有最大吸光度。在560nm的波长处，三乙烯四胺镍络合离子仍有较高的吸光度，在560nm波长处测得的吸光度为540nm处吸光度的90.8％。 表1 三乙烯四胺镍络合离子在不同波长下的吸光度 测定波长/供试液吸光度A 0.109 0.0.131 0.147 0.153 0.150 0.139 0.125 0.110 例2： 配制以下试剂： 三乙烯四胺溶液：100mL/L三乙烯四胺水溶液。

氢氧化钠溶液：125g/L氢氧化钠水溶液。镍标准溶液：含2.00g/L镍的硫酸镍水溶液，将8.954g/L六水硫酸镍溶解于容量瓶中，加1mL浓硫酸，用水稀释至刻度，摇匀。标准曲线的绘制：用移液器分别吸取5mL、10mL、15mL、20mL、25mL镍标准溶液于5个50mL容量瓶中，各加10mL三乙烯四胺溶液，再各加10mL氢氧化钠溶液，用水稀释至刻度，摇匀；用3cm比色皿，以水为参比溶液，在560nm波长处测定各试液的吸光度。以镍的质量浓度为横轴，吸光度为纵轴，绘制标准曲线。 镀液分析：取电镀厂超邦化工生产的型号碱性锌镍合金镀液，用移液器吸取10mL于50mL容量瓶中，加入10mL三乙烯四胺溶液，再加入10mL氢氧化钠溶液，用水稀释至刻度，摇匀。用3cm比色皿，以水为参比溶液，在波长等于560nm处测试溶液的吸光度。根据标准曲线，经计算，即得镀液中镍的质量浓度。本方法平行测定8次，结果列于表2。本发明碱性锌镍合金镀液中镍含量的分析方法，精密度高。 表2 分析方法精密度测定结果 测得的镍的质量浓度（g/L） 平均值（g/L） 相对平均偏差 2.70 2.74 2.70 2.70 2.70 2.72 2.67 2.67 2.67 2.70 0.56% 实施例3： 配制以下试剂： 三乙烯四胺溶液：100mL/L三乙烯四胺水溶液。

氢氧化钠溶液：125g/L氢氧化钠水溶液。镍标准溶液：含2.00g/L镍的硫酸镍水溶液，将8.954g/L六水硫酸镍溶解于容量瓶中，加1mL浓硫酸，用水稀释至刻度，摇匀。标准曲线的绘制：用移液器分别吸取5mL、10mL、15mL、20mL、25mL镍标准溶液于5个50mL容量瓶中，各加10mL三乙烯四胺溶液，再各加10mL氢氧化钠溶液，用水稀释至刻度，摇匀。用3cm比色皿，以水为参比溶液，在560nm波长处，测定各试液的吸光度。以镍的质量浓度为横轴，吸光度为纵轴，绘制标准曲线。 镀液分析：按碱性锌镍电镀工艺配制镀液，镀液中含镍离子1.00g/L。用移液器吸取配制好的碱性锌镍合金镀液10mL于50mL容量瓶中，再加入三乙烯四胺溶液10mL，用水稀释至刻度，摇匀。用3cm比色皿，以水为参比溶液，在波长560nm处测定试验溶液的吸光度。根据标准曲线，经计算，镀液中镍离子的质量浓度为1.02g/L，回收率为102％。本发明碱性锌镍合金镀液中镍含量的分析方法准确度高，满足镀液的监控要求。对比例1：配制以下试剂：酒石酸钾钠溶液：20％酒石酸钾钠水溶液。

氢氧化钠溶液：10%氢氧化钠水溶液。过硫酸铵溶液：10%过硫酸铵水溶液（临用前配制）。丁二酮肟溶液：含1%丁二酮肟和5%氢氧化钠的水溶液。镍标准溶液：含0.5%镍的硫酸镍水溶液。标准曲线的绘制：用移液器分别吸取2mL、4mL、6mL、8mL、10mL镍标准溶液于5个100mL容量瓶中，分别加入10mL酒石酸钾钠溶液、5mL氢氧化钠溶液、5mL过硫酸铵溶液、5mL丁二酮肟溶液，用水稀释至刻度，摇匀，放置1小时。用1cm比色皿，以水为参比溶液，在530nm波长处，测定各供试液的吸光度。 以镍的质量浓度为横轴，吸光度为纵轴，绘制标准曲线。镀液分析：按碱性锌镍电镀工艺配制镀液，镀液中含1.00g/L镍离子。用移液器吸取镀液1mL于100mL容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀。用移液器吸取稀释液5mL于100mL容量瓶中，加入酒石酸钾钠溶液10mL、氢氧化钠溶液5mL、过硫酸铵溶液5mL、丁二酮肟溶液5mL，加水稀释至刻度，摇匀，放置1h(室温15℃)。用1cm比色皿，以水为参比溶液，在530nm波长处测定试液的吸光度。 根据标准曲线，经计算，镀液中镍的质量浓度为0.83g/L，回收率为83%。

可以看出，丁二酮肟分光光度法测定镍的结果明显偏低。通过两组实验对比，本发明方法以三乙烯四胺为显色剂的回收率为102％，而文献[1]方法以丁二酮肟为显色剂的回收率为83％，说明本发明方法解决了现有方法测定结果偏低的问题。以上所述仅为本发明的优选实施例，并非对本发明的限制，凡在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前页 1 1 2 3