[发明专利]金属催化剂及其制备与应用

说明书

技术领域

本公开系有关于一种金属催化剂，特别是有关于一种适用于化学镀的金属催化剂、其制备方法、及此金属催化剂于化学镀的应用。

背景技术

化学镀膜又被称为无电镀膜，系指镀覆液中的金属离子在被控制的条件下，从镀覆液中持续析镀到经过活化的基材表面的还原反应，以不须电力的方式在基材上镀膜，达到基材的金属化。化学镀膜的镀层均匀，均一性佳，因此可应用于精密零件或是深孔内部等一般电镀不易操作的基材上。此外，经过适当的前处理后，即使是非导体基材也可利用化学镀膜镀上金属层。因此，化学镀膜被广泛应用于非导体的金属化等。

在化学镀膜的过程中，需使用催化剂(又称触媒)对基材表面进行活性化处理。活化步骤是控制化学镀膜沉积速率的关键因素。虽然现有的催化剂已大致符合需求，但并非各方面皆令人满意，特别是催化剂的操作范围仍需进一步改善。

发明内容

本公开提供一种金属催化剂，系具有如式(1)或式(2)所示的结构:

其中，M为钯、铜、铂、镍或银离子基；X为氟、氯、溴或碘；以及L为含氮芳香环的螯合基。

本公开更提供一种金属催化剂的制备方法，包括：将金属盐类与碱金属卤化物于水中混合，反应以形成金属催化剂前驱物，其中上述金属盐类为含有钯、铜、铂、镍或银的盐类；以及将上述金属催化剂前驱物与含氮芳香环的螯合剂反应，以形成金属催化剂。

本公开又提供一种金属催化剂，是以上述金属催化剂的制备方法所制得的金属催化剂。

本公开另提供一种化学镀膜的方法，包括:将基材浸置于含有上述金属催化剂的溶液中，其中上述溶液的pH值为2～12；以及将浸置过上述金属催化剂溶液的基材浸置于化学镀膜溶液中。

为让本发明的上述目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举数个较佳实验例，并配合所附的图式，作详细说明如下。

附图说明

图1为关于本公开的一实施例的镀膜层的扫描式电子显微影像。

图2为关于本公开的另一实施例的镀膜层的扫描式电子显微影像。

图3为关于本公开的背光测试时的判定标准。

具体实施方式

以下说明内容所述及的任一实施例即使同时揭露了多个技术特征，也不意味着利用本发明者必需同时实施该任一实施例中的所有技术特征。换句话说，只要不影响实施可能性，本领域技术人员可依据本发明的揭露内容并视需求或设计理念来选择性地实施一部分而非全部的技术特征，藉此增加本发明实施时的弹性。

在进行化学镀时，需以催化剂对基材表面进行前处理，以活化基材表面。然而现有的催化剂均需在强碱的条件下(例如，pH值为9-11)进行。若将催化剂调整为非强碱环境，则催化剂催化效率变差，且会产生沉淀。然而，在强碱环境下，容易对基材造成不必要的腐蚀，特别是树脂或玻璃。因此对碱敏感的基材，则不能使用此种催化剂。再者，使用强碱的催化剂于进行活化之后，需对基板进行冲洗或中和，使基板顺利进行下一个步骤。冲洗或中和的步骤，亦造成成本的上升。因此需要一种能够于广泛的pH值范围内皆可使用的催化剂。

基于上述，本公开提供一种金属催化剂，系能够应用在广泛pH值范围内，解决上述问题。

本公开的实施例提供一种金属催化剂，系具有如式(1)或式(2)所示的结构：

其中，M为钯、铜、铂、镍或银离子基；X为氯、氟、溴、或碘；以及L为含氮芳香环的螯合基。

在本公开的实施例中，金属离子基：氯、氟、溴、或碘：螯合基的摩尔数比(M:X:L)为1:2:2。在其他实施例中，金属离子基：氯、氟、溴、或碘：螯合基的摩尔数比(M:X:L)为1:1:3。金属离子基所使用的金属为可形成配位化合物的金属，特别是过渡金属。较佳为选自由钯，铜，铂，镍，及银所组成的群组。在本公开的一些实施例中，金属为钯。在本公开的另一些实施例中，金属为镍。在本公开的又一些实施例中，金属为银。

在上述中，X为氯、氟、溴、或碘。卤素原子，具有较大的电负性(或吸电子能力强)，因此与金属的连结能更加稳固，有助于提升金属催化剂对不同pH值的水溶液溶解性。

在上述中，L为含氮芳香环的螯合基，其以氮原子上的孤电子对与金属的空轨域配位形成配位化合物。具体而言，含氮芳香环的螯合基可包括(但不限于)下列结构：

其中，螯合基上至少一碳上的氢系被R、或Q所取代：

R系碳数为1～6的烃基；

其中Z为羟基、甲氧基或乙氧基，a为1至6的整数；