Electrodeposición de cobre sin cianuro utilizando glicerol: modelado y optimización
DOI:
https://doi.org/10.47456/bjpe.v11i4.48731Palabras clave:
Electrodeposición de cobre, optimización, baño electrolítico, glicerol, diseño experimentalResumen
La electrodeposición de cobre sobre un sustrato de aleación Cu-Zn (latón) se realiza normalmente utilizando baños alcalinos de cianuro. Sin embargo, los baños de cobre cianurados son tóxicos y requieren ciertos cuidados. Este trabajo estudia la modelación y optimización de la electrodeposición de cobre sobre latón utilizando un baño electrolítico que contiene glicerol libre de cianuro. Se llevó a cabo un diseño experimental compuesto central para evaluar los efectos de los factores: concentración de glicerol, tiempo y amperaje, en respuesta a la eficiencia de corriente catódica. Los resultados mostraron que el modelo estimado es predictivo (R² igual a 0.9279), siendo significativos los efectos de los términos lineales y cuadráticos del amperaje, los términos lineales de la concentración de glicerol y los efectos de sus interacciones. La mejor prueba resultó en una eficiencia de corriente catódica del 57% y un consumo de energía de 234.40 kWh/kg, lo que representó la mayor deposición de cobre y el menor consumo energético.
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Referencias
Almeida, M. D. de J., Rovere, C. A. D., Lima, L. R. P. de A., Ribeiro, D. V., & Souza, C. A. C. de. (2019). Glycerol Effect on the Corrosion Resistance and Electrodeposition Conditions in a Zinc Electroplating Process. Materials Research, 22(4), e20180480. https://doi.org/10.1590/1980-5373-MR-2018-0480
Bakhtiari, N. et al. (2021). One-step fabrication of brass filter with reversible wettability by nanosecond fiber laser ablation for highly efficient oil/water separation. Separation and Purification Technology, 259, 118139. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2020.118139
Barbosa, R. S., Koga, G. Y., Nascimento, M. L. F., & Souza, C. A. C. de. (2022). Effect of glycerol addition on copper electrodeposition on steel substrate. Materials Research, 25, e20220021. https://doi.org/10.1590/1980-5373-MR-2022-0021
Brudzisz, A. et al. (2023). Electrochemical oxidation of brass in electrolytes with different viscosities. Electrochimica Acta, 471. 143353. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2023.143353
Carlos, I. A. et al. (2001). Study of the influence of glycerol on the cathodic process of lead electrodeposition and on its morphology. Journal of power sources, 92(1-2), 56-64. https://doi.org/10.1016/S0378-7753(00)00525-5
Castro, G. de S. (2008). Estudo e optimização da liga de latão utilizada na GROHE Portugal, SA. Recuperado de https://repositorio-aberto.up.pt/handle/10216/59033
Costa, J. G. dos R. da ., Rocha, C. L. F. da ., Lima, L. R. P. de A., Ribeiro, D. V., & Souza, C. A. C. de. (2022). Study of Glycerol as an Additive in Ni-Mo Electrodeposition. Materials Research, 25, e20210139. https://doi.org/10.1590/1980-5373-MR-2021-0139
Cunha, M. T. et al. (2014). Estudo da eletrodeposição de cobre em meio alcalino com uso de corrente pulsada. Revista Virtual de Química, 6(2), 258-278. http://dx.doi.org/10.5935/1984-6835.20140019
Di Siena, M, Genna, S., Guarino, S., & Ucciardello, N. (2023). Study of the electroplating process parameters on the electrical resistance of an aluminium alloy with a Cu-graphene-based coating. Surface Engineering, 39(1), 90-101. https://doi.org/10.1080/02670844.2023.2194500
Dini, J. W. & Snyder, D. D. (2010). Electrodeposition of copper. Modern electroplating, 5, 33. https://doi.org/10.1002/9780470602638.ch2
Fernández, S. A. & Alvarez, M. G. (2011). Passivity breakdown and stress corrosion cracking of α-brass in sodium nitrate solutions. Corrosion science, 53(1), 82-88. https://doi.org/10.1016/j.corsci.2010.09.025
Haider, F. I., Ani, M. H., & Mahmood, M. H. (2017). Modelling and optimization of copper electroplating adhesion strength. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. IOP Publishing. Recuperado de https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1757-899X/204/1/012017/pdf
Hoang, H.-M. et al. (2020). Synthesis of brass nanowires and their use for organic photovoltaics. Materials Chemistry and Physics, 246, 122852. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2020.122852
Hodgson, E. (2004). A Textbook of Modern Toxicology. Thrid edition. John Wiley & Sons. Recuperado de https://repository.stikesbcm.ac.id/id/eprint/182/1/TOXSICOLOGY.pdf
King, R. B. (2005). Encyclopedia of inorganic chemistry. 10 Volume Set, 2nd Edition. ISBN: 0-470-86078-2. Recuperado de https://application.wiley-vch.de/books/sample/0470860782_inh.pdf
Lavon, O. & Bentur, Y. (2010). Does amyl nitrite have a role in the management of pre-hospital mass casualty cyanide poisoning? Clinical Toxicology, 48(6), 477-484. https://doi.org/10.3109/15563650.2010.505573
Michel, J. H., Powell, C., Richardson, I., & Phull B. (2017). Development of copper alloys for seawater service from traditional application to state-of-the art engineering. Proceedings of the Corrosion 2017. Corrosion 2017. New Orleans, LA. (pp. 1-11). AMPP. https://doi.org/10.5006/C2017-09382
Pasquale, M. A., Gassa, L. M., & Arvia, A. J. (2008). Copper electrodeposition from an acidic plating bath containing accelerating and inhibiting organic additives. Electrochimica Acta, 53(20), 5891-5904. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2008.03.073
Pirošková, J. et al. (2012). Flux skimmings originated during hot-dip galvanizing process and its hydrometallurgical processing. Acta Metall. Slovaca, 18(1), 34-39. Recuperado de https://www.researchgate.net/publication/290299998_Flux_skimmings_originated_during_hot-dip_galvanizing_process_and_its_hydrometallurgic_al_processing#fullTextFileContent
Ramgir, N. S., et al. (2006). Effect of particle size and strain in nanocrystalline SnO2 according to doping concentration of ruthenium. Solid State Sciences, 8(3-4), 359-362. https://doi.org/10.1016/j.solidstatesciences.2006.02.008
Ravindranath, K., Tanoli, N., & Gopal, H. (2012). Failure investigation of brass heat exchanger tube. Engineering Failure Analysis, 26, 332-336. https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2012.07.018
Sekar, R. (2017). Synergistic effect of additives on electrodeposition of copper from cyanide-free electrolytes and its structural and morphological characteristics. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 27(7), 1665-1676. https://doi.org/10.1016/S1003-6326(17)60189-4
Shabtay, Y. L., Ainali, M., & Lea, A. (2004). New brazing processes using anneal-resistant copper and brass alloys. Materials & Design, 25(1), 83-89. https://doi.org/10.1016/S0261-3069(03)00162-6
Sillos, R. M. (2009). Manual Técnico SurTec: Tratamentos de superfícies. SurTec do Brasil. Recuperado de https://www.yumpu.com/pt/document/view/13061992/3-edicao-surtec-do-brasil
Sriraman, K. R., Brahimi, S., Szpunar, J. A., Osborne, J. H., & Yue, S. (2013). Characterization of corrosion resistance of electrodeposited Zn–Ni Zn and Cd coatings. Electrochimica Acta, 105, 314-323. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2013.05.010
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