电化学法再生印刷电路板蚀刻液及石墨毡阳极改性分析

电化学法再生印刷电路板蚀刻液及石墨毡阳极改性分析

刘碧华

惠州市臻鼎环保科技有限公司广东惠州516000

摘要：本文主要针对印刷的电路板电化学方法再生蚀刻液与石墨毡的阳极改性开展深入地研究及探讨，希望可成为今后此类型课题相应研究参考依据。

关键词：电化学法；再生；印刷；电路板；蚀刻液；石墨毡；阳极改性；

前言：

酸性的氯化铜（CuCl2）蚀刻液，主要运用线路板具体印刷蚀刻加工操作各项工艺内。蚀刻反应进程，该蚀刻液Cu（I）具体的浓度变化情况会处于持续升高状态，进而形成了蚀刻废液。由于酸性的蚀刻液现有回收技术存在着一定缺陷，如较高的设备成本、电解槽的电压过于高、电极析气等等。故对印刷的电路板电化学方法再生蚀刻液与石墨毡的阳极改性研究有着迫切需求。

1、蚀刻液再生及铜回收方法

1.1隔膜电解再生方法

隔膜电解再生方法，它主要是通过多孔膜分隔阴极/阳极室，配用阴极＜阳极总面积手段，阴极内的铜金属有效析出，其阳极Cu（I）在经氧化反应成了Cu（II）。而经蚀刻的操作工艺后生了蚀刻的废液，通入所在阳极室内，电解再生化可基本实现。而阴极液，属稀释之后蚀刻的废液。该阴极液，内含低浓度的Cu（II），可缩减阴极液其阴极当中的沉积铜而产生的化学性质氧化反应。

1.2离子膜的电解再生方法

离子膜的电解再生方法，主要是用阴离子的交换膜隔离开阴极室及阳极室，配置好小阴极、大阳极，阴极选用不锈钢板，而阳极则为氧化物Ir-Ta涂层电极，其涂层可促使电极电催化的活性提升，处于电流较低密度状态下，并不会有氯气产生，但因阳极成本高，对工业生产会有一定不利影响。而若阳极面钌及铱的修饰相应镀层类钛板材料，阴/阳极的室内，均设气体集中收集处理的组件，阳极出现析出氯气状况，均进阳极室相应槽中实现气体的吸收，阳极室中液射流也可实现吸收操作，蚀刻液ORP再生效率将得以提升。离子膜的电解处理方法，能够分隔开阴阳极液，对于Cl-、Cu+、Cu2+等离子迁移可实施有选择性地把控，对电极反应控制可起到促进作用。但是因此处理方法电压相对较高，IR降促使大量热量产生，需设专门冷却装置，借助特殊DSA阳极替代传统石墨阳极，促使槽内压得以有效降低。

1.3电解再生常见法

电解池内部并无隔膜，其蚀刻操作的工序内实际产生的蚀刻废液，基本上均直进电解池的内部，接至电流促使电解再生实现。因电解装置内阳极面积均比阴极面积大，蚀刻液在经电解回收操作后期，Cu（I）自会经相应氧化反应而成Cu（II），相比较于Cu（I）还原反应所形成铜金属的电流实际密度，被氧化成Cu（II）电流的密度相对较低。配置小阴极、太阳极，能够确保阴极电流的密度比阳极电流的密度高，让阴极的电流实际反应快速越过Cu（I），再被还原反应为Cu（II），阴极内沉积出相应金属铜。阴极为圆柱类型石墨，石墨板阳极电解池中内壁固定好，阳极石墨板对应好所有石墨柱阴极。阴极石墨柱连至传送带逐步缓移，电解装运行工况条件，石阴极墨柱自身自会经阳极石墨板。石墨柱，逐步经电解槽面已沉积铜的粉，传送装置缓移、进至到水洗的槽当中，阴极内铜粉，其在相应分离处理槽内刷出。圆柱石墨，阴极边角不尖锐，阴极的电流具体密度呈小幅度变化，电压呈不均匀分布状态，无法防止阳极析出氯气。那么，以此为基础改进与优化电解池，把阴极设为旋转辊，辊圆周面属于钛片，而阳极则是贵金属的涂层电极，阴极及阳极面积比例为1：7.5。电解及再生的废液，阴极辊浸没于电解液，剩余则处暴露状态，其阴极的辊缓旋运行，周边的刮刀集中采集所有沉积铜。电极期间有氯气产生，经收集处理后应用在氧化的蚀刻槽内作为一价铜，由于电解期间有氯气产生，极易引发环境污染问题状况。故在PCB厂家很少应用此方法来回收蚀刻液。

2、石墨毡的阳极改性方法

2.1科学引入杂性原子

（NH4）2SO4的溶液内把浸泡石墨毡内电极，促进电化学性质氧化的活化反应出现，石墨毡自身纤维表面中的N/C增加明显，运用至微生物类燃料电池当中，其实际输出最大功率会从原有283mW•m-2上升至608mW•m-2。以NH3O2为基础条件，热处理石墨毡，该石墨毡自身纤维表面的O、N实际含量各提升至32%、8%，碳纤维的表面实际氧及氮的官能团均明细增加，电子处于电极及电解液操作界面实际转速率得以提升。通过试剂Fenton进行石墨毡处理操作，经XPS、红外的测试表明，石墨毡的纤维表，含羟基性官能的团增加，石墨毡改性用至液流的电池，电压率及电池的库伦率等均得以显著提升。依次把石墨毡浸泡于聚吡咯乙醇溶液、硝酸钴的溶液内，而后，处于900℃及Ar环境下实施热处理操作，该石墨毡自身纤维表面所氮含量明显增至5.55%，把经改性处理后的石墨毡安置于液流电池内，电流密度处于150mA•cm-2状态下，与最初石墨毡放电容量相比，增至210%。

2.2碳纳米管的修饰处理

分散碳纳米多壁的管膜溶液内浸泡该石墨毡，经一段时间取出予以烘干处理。借助粘合作用，分散碳纳米多壁纳米管必将粘着在该管膜的碳纤维面上。经改性处理之后，该石墨毡可当成是全钒液流的电池电极材料，其电池的能力效率及库伦效率自原有77.0%、90.4%逐渐提升至82.1%、93.8%；把含有着2.5wt%二茂铁乙二胺为基本碳源，以化学气相性沉积法，促进石墨毡内可实现氮掺杂碳的纳米管生长，把电极材料N-CNT/GF应用至全钒液流的电池中，该电池性能显著提高；碳源若是乙炔，硝酸镍标准溶液内浸泡碳毡可获镍基本源。高温分解其碳毡面所有硝酸镍，H2还原成金属性质纳米的颗粒Ni。升温成乙炔，在高温分解后，自会形成相应碳氢性质的分子，快速沉积金属材质纳米颗粒Ni面。经金属材质纳米颗粒Ni的催化，碳纳米类纤维及管形成。碳毡，其碳纤维面长出碳纳米类型纤维及米管，而碳毡所发生电化学的反应强烈。碳的纳米纤维多有缺陷，碳离子边缘高活性力，溶液钒的离子电供给着活性的位点。该碳纳米材质管导电性强，极快地转移其自身电化学该反应，进而促使电子产生。故而，碳毡经过改性处理后，可具备较强活性。

2.3KOH活化

借助KOH活化阳极改性处理方法，处理石墨的纳米纤维，获石墨多孔纳米类型纤维，研究后表明随活化升温，多孔纳米的纤维自身BET的比面积持续增长。经XRD综合分析后表明，C（002）具体峰值能随活化升温而骤降，石墨片的具体片层结构不够规则，石墨片的片层实际间距会有所提升。

3、结语

综上所述，通过以上分析论述后我们对于印刷的电路板电化学方法再生蚀刻液与石墨毡的阳极改性处理，均能够有了更加深入地认识及了解。从总体上来说，经印刷的电路板电化学方法再生蚀刻液与石墨毡的阳极改性处理后，不仅可有效提升印刷的电路板电化学方法再生蚀刻液与石墨毡的阳极处理效果，还能够尾喉今后蚀刻液的再生及铜的回收处理技术有效应用及发展奠定基础，但由于我国现阶段对此类课题研究相对较少，各项技术手段及方式还存在着一些不足之处，还需得到广泛关注及进一步地研究，以便于对印刷的电路板电化学方法再生蚀刻液与石墨毡的阳极改性处理方案进行更为科学合理地优化。

参考文献：

[1]王春振，张文，王宇新.KOH活化石墨毡阳极用于印刷电路板蚀刻液的电解再生[J].化学工业与工程，2018，29（15）：199-203.

[2]徐海清，钟洪胜，袁国伟.电化学法再生酸性氯化铜蚀刻液评述[J].电镀与涂饰，2017，30（19）：344-347.

[3]吉小庆，王宇新.氮掺杂石墨毡用做电化学回收酸性蚀刻液阳极[J].化学工业与工程，2016，17（25）：503-505.