[发明专利]氟硼酸铟溶液的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电镀专用化学品技术领域，具体涉及一种氟硼酸铟水溶液的制备方法。

背景技术

铟是一种银白色富有延展性金属，因此具有良好的表面耐磨性能。机车柴油机所用的轴瓦具有较多的承载能力和疲劳强度，因此必须具有良好的抗咬合性、嵌让性、抗腐蚀性和抗压强度。为满足这一要求，现在轴瓦大部分使用三层轴瓦；在钢背铜铅合金轴瓦的表面分别镀上铅、铟、锡等。在目前的轴瓦电镀工艺中，大部分使用氟硼酸电镀体系。而在国内还未见氟硼酸铟的制备专利。由于铟的过电位很大，加上氟硼酸在高温下发生分解反应，很难通过金属铟的直接酸溶法生产。采用铟的氧化物或者碳酸盐的酸溶法，生产成本高，浪费金属铟。

发明内容

本发明的目的在于提供一种成本低、无环境污染的氟硼酸铟溶液的制备方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：氟硼酸铟溶液的制备方法，采用隔膜电解法制备氟硼酸铟水溶液，其特征在于它包括如下步骤：

1)采用阴离子交换膜将电解池分隔成阴极室和阳极室，阳极室的电解液采用质量浓度为20-40％的氟硼酸溶液(表示100g氟硼酸溶液中氟硼酸占20-40g)，阴极室的电解液采用质量浓度为10-50％的氟硼酸溶液(表示100g氟硼酸溶液中氟硼酸占10-50g)；位于阳极室中的阳极采用铟板或者比表面更大的铟花，位于阴极室中的阴极采用铟板或者铜板；

2)阳极、阴极与直流电源相接通进行电解，电解温度为20-60℃，在1.8-3V的直流电作用下，阳极发生阳极溶解而进入阳极室；随着电解的进行，阳极的金属铟不断溶解进入阳极室，阳极室内铟离子含量不断增加，同时，由于阴离子交换膜的存在，阻止了阳极室内的铟离子在阴极的析出，阴极无金属离子存在，因而发生析氢反应；其电极反应如下：

阳极：

In-3e＝In³⁺

阴极：

2H⁺+2e＝H₂↑；

当阳极室内的铟离子浓度达到200-250g/L时，停止电解，阳极室内得到氟硼酸铟溶液。

所述的阴离子交换膜为均相阴离子交换膜，其含水率40％-90％(质量)，交换容量≥1.6mol/KG(干)，膜面电阻≤4.0Ω.cm²，迁移数≥0.97。

本发明的有益效果是：设备投入少，工艺简单，无环境污染，产品纯度高。可以直接生产出含铟离子200g/L以上的氟硼酸铟溶液。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

实施例1：

氟硼酸铟溶液的制备方法，采用隔膜电解法制备氟硼酸铟水溶液，它包括如下步骤：

1)采用阴离子交换膜将电解池分隔成阴阳两个极室；取1Kg、质量含量99.99％的金属铟铸成长0.15m、宽0.10m的阳极板，置于阳极室内，阳极室中加入1L、质量浓度为30％的氟硼酸溶液(表示100g氟硼酸溶液中氟硼酸占30g)作为电解液；取长0.15m、宽0.10m的铜板作为阴极板置于阴极室内，阴极室中加入质量浓度为30％的氟硼酸溶液(表示100g氟硼酸溶液中氟硼酸占30g)作为电解液；

所述的阴离子交换膜为均相阴离子交换膜，其含水率60％(质量)，交换容量≥1.6mol/KG(干)，膜面电阻≤4.0Ω.cm²，迁移数≥0.97；

2)阳极、阴极与直流电源相接通进行电解，电解温度为35℃，通以2V的直流电电解24小时后，阳极室内铟离子含量达到205g/L，停止电解，阳极室内得到氟硼酸铟溶液。所得产品无色透明。

实施例2：

氟硼酸铟溶液的制备方法，采用隔膜电解法制备氟硼酸铟水溶液，它包括如下步骤：

1)采用阴离子交换膜将电解池分隔成阴极室和阳极室，阳极室的电解液采用质量浓度为20％的氟硼酸溶液(表示100g氟硼酸溶液中氟硼酸占20g)，阴极室的电解液采用质量浓度为10％的氟硼酸溶液(表示100g氟硼酸溶液中氟硼酸占10g)；位于阳极室中的阳极采用铟板，位于阴极室中的阴极采用铜板；

所述的阴离子交换膜为均相阴离子交换膜，其含水率40％(质量)，交换容量≥1.6mol/KG(干)，膜面电阻≤4.0Ω.cm²，迁移数≥0.97；

2)阳极、阴极与直流电源相接通进行电解，电解温度为20℃，在1.8V的直流电作用下，阳极发生阳极溶解而进入阳极室；当阳极室内的铟离子浓度达到200g/L时，停止电解，阳极室内得到氟硼酸铟溶液。