Sn(MSA)_2电镀液体系表面活性剂性能优化的模拟研究

作者：李吉辰; 李腾; 李宏飞; 许永姿; 蔡珊珊^*; 祝清省; 段晓征^*; 邢巍^*

来源：中国科学:化学 , 2023, 53(10): 2089-2100.

• 甲基磺酸
• 电镀液
• 表面活性剂
• 吸附
• 分子动力学模拟

在本工作中,我们利用粗粒化分子动力学(MD)模拟方法,研究了两亲性表面活性剂构型及浓度对Sn(MSA)2类电镀液体相溶液与铜基板周围电镀液微观结构的影响,从分子水平系统考察了主盐离子、表面活性剂与甲醛添加剂的分布和聚集情况,及其与铜基板的相互作用.研究表明,A4B12型表面活性剂的疏水链段(A4)协同效应较强,易在溶液中形成胶束,在基板上吸附能力有限;A2B12A2疏水链较短,B6A4B6疏水链居中,该两种表面活性剂在溶液中难以聚集,易充分吸附于基板之上;(AB3)4型表面活性剂在体相溶液中充分分散,在基板上的吸附能力有限.A2B12A2及B6A4B6型表面活性剂的充分吸附,有助于金属离子及甲醛添加剂在基板表面的富集与覆盖,进而可能提升电镀效率.随着电镀液中表面活性剂浓度的升高,其在基板上的吸附逐渐饱和,金属离子和甲醛分子在表面的富集程度达到最大值.浓度继续升高,部分表面活性剂分散于溶液中,不利于金属离子及甲醛向基板表面传递.上述模拟结果证明,表面活性剂的构型及浓度优化可以有效提高电镀效率.本项研究有助于深入理解表面活性剂影响电镀液性质的微观机理.

• 出版日期2023
• 单位云南锡业集团（控股）有限责任公司; 高分子物理与化学国家重点实验室; 吉林大学; 中国科学院金属研究所; 电分析化学国家重点实验室; 中国科学院长春应用化学研究所