[发明专利]一种新型蚀刻液电解阴离子膜的制备方法及应用

说明书

本发明涉及一种新型蚀刻液电解阴离子膜的制备方法及应用，属于蚀刻液电解技术领域。本发明阴离子膜的制备方法为：S1、对涤沦纤维进行前处理；S2、在紫外光和催化剂作用下，将经过前处理的涤沦纤维加入到1,2‑二甲基咪唑溶液中进行改性处理；S3、将经过改性处理的涤沦纤维加入胺类水溶液中进行季铵化反应，制得涤沦纤维膜；S4、将涤沦纤维膜浸泡到PVAL溶液中，取出干燥，制得涤沦纤维阴离子膜。在特定条件下通过对涤纶纤维进行改性和季铵化反应处理制得阴离子膜处理能力强，电极电压增加相比于其他同类离子膜下降了约10％，电阻相比于其他同类离子膜下降10‑12％；使用寿命极大延长，由原来的更换时间不足20‑30天，增加到现在的一年多。

技术领域

本发明涉及一种新型蚀刻液电解阴离子膜的制备方法及应用，属于蚀刻液电解技术领域。

背景技术

蚀刻法广泛应用于各种集成电路引线框架、表面贴装(SMT)、编码器光栅荧光显示屏陈列、微电极、掩膜板、集成电路盖板、显像管荫罩、锡膏网印板等高科技产品领域。

蚀刻液的主要成分为三氯化铁和盐酸，在50-60度的温度下，具有很强的氧化性和腐蚀性。蚀刻过程中，金属镍、铬等被Fe³⁺氧化变成Ni²⁺、Cr²⁺，Fe³⁺被还原成Fe²⁺进入蚀刻液。随着蚀刻液中Fe³⁺浓度的降低和Fe²⁺浓度的升高，蚀刻的效率下降，产品的质量达不到标准，蚀刻液必须进行更换或再生。

目前蚀刻废液以离子膜电解的方法进行综合回收，阳极进行氧化反应：Fe²⁺-e＝Fe³⁺，2Cl^--2e＝Cl₂，使三价铁离子的浓度升高，二价铁离子浓度降低，达到正常的工艺要求；阴极进行还原反应：Ni²⁺+2e＝Ni，Cr²⁺+2e＝Cr，将金属镍、铬从阴极中提取出来，从而达到蚀刻废液的综合利用。

国内外目前针对三氯化铁蚀刻废液的处理方法主要有以下几种：选择性沉淀法、溶剂萃取法、结晶焙烧法、直接电解法、金属还原法，这些方法大多存在生产成本过大、工艺不成熟、操作复杂等问题，导致其工业化推广价值不高。其中，直接电解法采用的离子膜由于具有选择透过性，必须根据膜的电化学性能和物理力学性能对膜进行综合评价，如膜的电阻、透过能力、膜的机械强度等因素。同时，对电解液的组成、电解液的温度、浓度、酸度及电解压力等要求也是非常苛刻，而蚀刻废液中含有的大量Ni²⁺、Cr²⁺、Fe³⁺、Fe²⁺重金属及Cl^-离子具有强酸性等复杂体系，离子膜很容易被污染，电阻上升，电压增高，能耗增大，寿命大大缩短短，使用和维护成本较高，影响工业化推广和应用。作为该领域的主要引导者，不管是美国杜邦及日本旭化成，均采用四氟纤维增强的全氟磺酸、全氟羧酸树脂复合膜，其对电解液的离子含量(特别是铁、镍等离子)和溶液的酸碱性要求很高，否则很容易出现膜中毒或破损现象，从而导致膜的电阻增大、使用寿命缩短等问题的出现，严重影响着蚀刻液电解的综合回收利用。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供一种新型蚀刻液电解阴离子膜的制备方法，通过该方法获得的离子膜处理能力强，电阻、电压、能耗上升幅度大大降低，使用寿命极大延长。

本发明的上述目的可以通过下列技术方案来实现：一种新型蚀刻液电解阴离子膜的制备方法，所述的制备方法包括以下步骤：

S1、对涤沦纤维进行除油、粗化前处理；

S2、在紫外光和催化剂作用下，将经过前处理的涤沦纤维加入到1,2-二甲基咪唑溶液中进行改性处理；

S3、将经过改性处理的涤沦纤维加入胺类水溶液中进行季铵化反应，制得涤沦纤维膜；