Механизм реакции химического меднения

В данном процессе восстановления меди необходимо учитывать, что первоначальный процесс представляет собой образование мелких частиц меди на частиц меди начастичках палладия. После образования частиц меди каталлитическое действие оказывает не только сам катализатор (палладий), но и медь, которая обладает каталитической активностью, то есть процесс из каталитический.

Химическое восстановление меди протекает на двух разных катализаторах Pd и Cu по двум различным механизмам [3].

Химическое восстановление меди поверхности палладия заключается в химическом взаимодействии восстоновителя и восстанавлимаемых ионов. Это взаимодействие приводит к непосредственному переносу электронов от частиц восстановителя к востанавлимаемым ионам. При этом роль твердого катализатора состоит либо в том, что он снижает стабильность промежуточного продукта взаимодействия, представляющего собой комплекс восстановитель –восстановливаемый ион, либо вызывает деструкциючастицы восстановля, если она имеет сложный состав. Это ведет к образованию активного продукта, реагирующего с восстанавливаемым ионом на повышенной скорости. Именно второй вариант реализуется при использовании формальдегида в качестве восстановителя.

Рассмотрим механизм восстановлениямеди на поверхности палладия.

В водных растворах формальдегид существует в основном в виде гидрата метиленгликоля CH2 (OH)2

CH2O+H2O=CH2 (OH)2.

Анион метиленгликоля, адсорбируясь на палладии, реагирует с катализатором, давая нестабильное соединение, из которого освобождается ион гидрата [13]. Этот ион гидрида сразу фиксируется на центрах палладия, находящегося рядом:

Затем происходит химическое взаимодействие на межфазной границе. Ион гидрида реагирует с присутствующим в растворе Cu2+:

Для автокаталитической стадии процесса химического меднения был предложен и экспериментально доказан [2-3] электрохимический механизм, согласно которому металл -катализатор в растворе служит лишь проводником электронов, облегчающим их переход от востоновителя к окислителю. На достаточно протяженной поверхности микрокристаллов металла анодный и катодный процессы могут протекать параллельно на различных участках поверхности или по переменно на одних и тех же участках. Роль частиц металла в процессе химического восстановления может быть уподоблена роли электрода, на которым происходит катодные выделениеметалла. Кроме того, востанавливаемый металл выполняет функции катализатора анодного процесса окисления восстановителя.