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    精彩詞條

    活化

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      活化又稱激發(fā)(excitation)。粒子(如原子或離子),從外界獲得足夠能量后,其電子由較低的基態(tài)能級躍遷到較高能級的過程。一個分子是否為活化分子依不同的速率理論及反應(yīng)而標準不同,如碰撞理論中為分子能量ε>ε0(閾能)的分子為活化分子,活化分子也不一定是過渡態(tài),如單分子理論中的賦能分子。活化方式有碰撞傳能活化及光活化等多種方式。
      另外活化也常指某一物質(zhì)從其無活性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂谢钚誀顟B(tài)的過程。其中也包括生物細胞或孢子在休眠后進入重新生長狀態(tài),例如:金屬催化劑的活化,即為從其氧化物狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘贍顟B(tài)的過程。生物孢子在適宜的生長環(huán)境中再次繁殖。
      活化的能量
      非活化分子轉(zhuǎn)變?yōu)榛罨肿铀栉盏哪芰俊囟葘Ψ磻?yīng)速率有顯著影響。在多數(shù)情況下,其定量規(guī)律可由阿倫尼烏斯公式來描述:
      κ=Ae-E/RT(1)式中κ為反應(yīng)的速率系(常)數(shù);E和A分別稱為活化能和指前因子,是化學動力學中極重要的兩個參數(shù);R為摩爾氣體常數(shù);T為熱力學溫度。對于更為復(fù)雜的描述κ與T的關(guān)系式中,活化能E定義為:
      E=RT2(dlnκ/dT)(2)
      在元反應(yīng)中,并不是反應(yīng)物分子的每一次碰撞都能發(fā)生反應(yīng)。S.A.阿倫尼烏斯認為,只有“活化分子”之間的碰撞才能發(fā)生反應(yīng),而活化分子的平均能量與反應(yīng)物分子平均能量的差值即為活化能。近代反應(yīng)速率理論進一步指出,兩個分子發(fā)生反應(yīng)時必須經(jīng)過一個過渡態(tài)——活化絡(luò)合物,過渡態(tài)具有比反應(yīng)物分子和產(chǎn)物分子都要高的勢能,互撞的反應(yīng)物分子必須具有較高的能量足以克服反應(yīng)勢能壘,才能形成過渡態(tài)而發(fā)生反應(yīng),此即活化能的本質(zhì)。
      式(1)可寫成:
      lnκ=lnA-E/RT(3)根據(jù)式(3),由實驗測出不同溫度下的κ值,并將lnκ對1/T作圖,即可由所得直線的斜率求出E值。也可將由實驗歸納出的κ與T的經(jīng)驗關(guān)系式直接代入式(2)求得E值。
      對于復(fù)合反應(yīng),由上述實驗方法求出的E值只是表觀值,沒有實際的物理意義。
    編輯本段活化不好的原因
      如果活化不好原因可能是能量值沒又達到臨界值,或者是沒有滿足活化的所有條件。這時解決的辦法有添加催化劑等,或者直接達到應(yīng)有條件要求。
      活化有哪些方法
      活化的目的是在經(jīng)過粗化處理的塑料制件表面吸附一層具有催化活性的貴金屬,如銀、金、鈀等,作為化學鍍的催化中心,使化學鍍的還原反應(yīng)能夠在塑料表面迅速均勻地進行,所以活化的好壞直接決定著化學鍍的成敗。
      活化的方法常用的有分步活化和一步活化法。
      (1)分步活化法:分步活化法是使塑料表面浸潤一層具有還原作用的金屬鹽溶液(敏化),通常是氯化亞錫(SnCl2·2H2O),然后再在貴金屬鹽的溶液里還原出催化中心(活化),通常是硝酸銀溶液,也有氯化鈀溶液。
      其工藝規(guī)范如下。
      敏化液:SnCl2·2H2O 10g/L
      HCl 40mL/L
      錫條 1根
      溫度 室溫
      時間 5-15 min
      活化:①AgNO3 1-3g/L
      NH4OH 加至溶液透明
      溫度 室溫
      時間 5-15 min
      ②PdCl2 0.5-1g/L
      HCl 20-30mL/L
      注意硝酸銀要用蒸餾水配制,且進入活化前要用蒸餾水清洗。
     。2)一次活化法:一步活化法是使催化金屬還原出來并形成膠體,一次浸潤在塑料表面,經(jīng)解膠后即有活性,常用的是膠體鈀法,工藝規(guī)范如下。
      PdCl2 1g/L
      HCl 300mL/L
      SnCl2·2H2O 38g/L
      溫度 室溫
      時間 5-10min
      解膠:HCl 80-120mL/L
      溫度 室溫
      時間 3-5min
      這兩種方法比較起來,第一種活化法材料來源較為廣泛,價格便宜,便溶液的穩(wěn)定性差,且銀只對化學鍍銅有催化作用,對化學鍍鎳則無能為力。采用鈀活化的方法價格較貴,但溶液穩(wěn)定性好,且對化學鍍銅及化學鍍鎳均有很好的催化效果,所以鍍層的附著力強,產(chǎn)品合格率高 ,質(zhì)量可靠。
      但是在實際生產(chǎn)中,無論采用哪種活化方法都會遇到活化不好的情況,這是什么原因呢?實踐經(jīng)驗表明:除了粗化不夠以外,大多數(shù)是由于活化液配制不當或者操作不仔細、溶液維護不好造成的。
      對于采用氯化亞錫敏化、硝酸銀活化的方法來說,配制敏化液時,應(yīng)先放鹽酸于少量水中,再加入氯化亞錫使之溶解,最后稀釋到規(guī)定的體積,不可顛倒次序,否則,容易因氯化亞錫的水解而使配制失敗。即
      SnCl2+H2O=Sn(OH)Cl↓+HCl
      水解后的溶液呈乳白色渾濁,不易被吸附到塑料表面,也就使活化液中銀的還原成問題而使活化不足,在生產(chǎn)中帶入大量的水使溶液的PH值上升也會出現(xiàn)同樣結(jié)果。
      對硝酸銀溶液的配制,一定要用蒸餾水,否則,自來水中的Cl-會使硝酸銀消耗:
      Ag++ Cl-=AgCl↓
      加入的氨水量不宜過多,否則,也會因絡(luò)合能力增強而影Ag的還原,同時,生產(chǎn)中敏化后的制品一定要經(jīng)過認真清洗并在蒸餾水中清洗后,方可進行活化過程。
      對于膠體鈀活化法來說,配制是關(guān)鍵,如果配制不當,就會沒有活性或者很快就失去活性。無論用哪種方法,一是計量要準確,再一是反應(yīng)要完全,為此一定要加溫到60℃并保溫8h左右。最好是放置一定時間再使用,則活性最佳。采用等離子計量法可以配制出活性很高且馬上可使用的活化液,但反應(yīng)溫度如掌握不好,則會因反應(yīng)太快而出現(xiàn)金屬漂浮于液面的現(xiàn)象,使活化液很快失效。
      在生產(chǎn)過程中,要維護好活化液,絕不可將粗化液等破壞膠體的物質(zhì)帶入液內(nèi),此外,要加蓋保存,以防空氣中的氧將Sn+氧化為Sn4+。
      另外,解膠液要經(jīng)常更換,否則,也會影響膠體鈀活化工藝的活性。
      常用方法
      活化的方法常用的有分步活化和一步活化法。
      (1)分步活化法:分步活化法是使塑料表面浸潤一層具有還原作用的金屬鹽溶液(敏化),通常是氯化亞錫(SnCl2·2H2O),然后再在貴金屬鹽的溶液里還原出催化中心(活化),通常是硝酸銀溶液,也有氯化鈀溶液。
      其工藝規(guī)范如下。
      敏化液:SnCl2·2H2O 10g/L
      HCl 40mL/L
      錫條 1根
      溫度 室溫
      時間 5-15 min
      活化:①AgNO3 1-3g/L
      NH4OH 加至溶液透明
      溫度 室溫
      時間 5-15 min
     、赑dCl2 0.5-1g/L
      HCl 20-30mL/L
      注意硝酸銀要用蒸餾水配制,且進入活化前要用蒸餾水清洗。
     。2)一次活化法:一步活化法是使催化金屬還原出來并形成膠體,一次浸潤在塑料表面,經(jīng)解膠后即有活性,常用的是膠體鈀法,工藝規(guī)范如下。
      PdCl2 1g/L
      HCl 300mL/L
      SnCl2·2H2O 38g/L
      溫度 室溫
      時間 5-10min
      解膠:HCl 80-120mL/L
      溫度 室溫
      時間 3-5min
      這兩種方法比較起來,第一種活化法材料來源較為廣泛,價格便宜,便溶液的穩(wěn)定性差,且銀只對化學鍍銅有催化作用,對化學鍍鎳則無能為力。采用鈀活化的方法價格較貴,但溶液穩(wěn)定性好,且對化學鍍銅及化學鍍鎳均有很好的催化效果,所以鍍層的附著力強,產(chǎn)品合格率高 ,質(zhì)量可靠。
      但是在實際生產(chǎn)中,無論采用哪種活化方法都會遇到活化不好的情況,這是什么原因呢?實踐經(jīng)驗表明:除了粗化不夠以外,大多數(shù)是由于活化液配制不當或者操作不仔細、溶液維護不好造成的。
      對于采用氯化亞錫敏化、硝酸銀活化的方法來說,配制敏化液時,應(yīng)先放鹽酸于少量水中,再加入氯化亞錫使之溶解,最后稀釋到規(guī)定的體積,不可顛倒次序,否則,容易因氯化亞錫的水解而使配制失敗。即
      SnCl2+ H2O=Sn(OH)Cl↓+ HCl
      水解后的溶液呈乳白色渾濁,不易被吸附到塑料表面,也就使活化液中銀的還原成問題而使活化不足,在生產(chǎn)中帶入大量的水使溶液的PH值上升也會出現(xiàn)同樣結(jié)果。
      對硝酸銀溶液的配制,一定要用蒸餾水,否則,自來水中的Cl會使硝酸銀消耗:
      Ag++ Cl-= AgCl↓
      加入的氨水量不宜過多,否則,也會因絡(luò)合能力增強而影Ag的還原,同時,生產(chǎn)中敏化后的制品一定要經(jīng)過認真清洗 并在蒸餾水中清洗后,方可進行活化過程。
      對于膠體鈀活化法來說,配制是關(guān)鍵,如果配制不當,就會沒有活性或者很快就失去活性。無論用哪種方法,一是計量要準確,再一是反應(yīng)要完全,為此一定要加溫到60℃并保溫8h左右。最好是放置一定時間再使用,則活性最佳。采用等離子計量法可以配制出活性很高且馬上可使用的活化液,但反應(yīng)溫度如掌握不好,則會因反應(yīng)太快而出現(xiàn)金屬漂浮于液面的現(xiàn)象,使活化液很快失效。
      在生產(chǎn)過程中,要維護好活化液,絕不可將粗化液等破壞膠體的物質(zhì)帶入液內(nèi),此外,要加蓋保存,以防空氣中的氧將Sn+氧化為Sn4+。
      另外,解膠液要經(jīng)常更換,否則,也會影響膠體鈀活化工藝的活性。

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