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几种不同分子结构含氮化合物的电化学特性 *,1 1 2 贺岩峰 ，曾旭 ，孙红旗 1 2 （长春工业大学化工学院，吉林，长春，130012，E-mail:yfhe@mail.ccut.edu.cn；上海新阳半导 体材料有限公司，上海, 201616 ） 现代电沉积添加剂主要是由多种有机分子等组合而成，所以要揭示电沉积添加剂的作用机理就 需要对这些有机化合物的作用进行研究。许多学者对添加剂中用到的部分有机化合物的电化学行为 [1] [2] [3] 及作用进行了研究，所研究的有机物包括：某些醛 、醇 、酸 等。 实际上添加剂组分的作用与其分子的化学结构是有关的，不同结构的有机分子通过在电极界面 上的化学反应、电化学吸附和分子的空间位阻等界面的物理化学作用，控制了电沉积过程的进行。 所以，系统地研究添加剂分子的化学结构与其电化学性能关系是必要的。然而，相关的研究却相当 缺乏。 电沉积添加剂常用的组分是含N 、O、S 的化合物，对于分子在电极上的电化学作用来说N 、O、 S 是起关键作用的官能团。所以围绕 N 、O 、S 相关的结构因素来研究这些化合物的结构及影响，是 进行分子的化学结构与电化学性能关系研究的基础。本文以锡的电沉积作为模型考察了几种不同含 氮化合物的分子结构和电化学性能的关系。主要考虑两类结构因素：一类是与N 直接相连接的原子 或取代基的情况，另一类是 N 的邻接官能团的情况。 采用甲基磺酸和甲基磺酸锡配制基础电解液，其中H+ -3 2+ -3 浓度为 150g dm ，Sn 浓度为 18g dm 。 在基础电解液中分别加入不同的含氮化合物测试其电化学性能，加入量为 0.5g dm-3 。采用三电极体 系进行电化学实验。 对于在 N 原子上连接相同类型取代基的情况，通过一乙醇胺和三乙醇胺极化曲线的对比，可知 随着N 上连接的乙醇基的增多极化有所增大。这表明当 N 原子上连接相同类型取代基时，随着所连 接取代基数量的增多极化作用稍有增强。 与N原子上连接相同类型取代基的情况相比，在N上连接不同取代基对电化学性能的影响则要显 著得多。即使是只有一个取代基不同，也会有很大影响。例如，氮的官能团同为NH2- （伯胺）的化 合物，当它连接的取代基不同时电化学性质可能相差很大。甘氨酸和一乙醇胺中N原子所连接的取 代基都为碳二的链节，只是所包含的官能团分别为羧基和羟基，但两种分子的电化学性质却不同， 极化作用相差很大。L-天冬氨酸与甘氨酸是不同的氨基酸，它们的电化学性能也有很大差别。在N 上连接不同取代基的化合物，取代基的性质对其电化学作用的影响很大。这些性质包括：取代基的 数量和大小、取代基所包含的碳架、官能团及立体结构等。 140 120 100 a b 2 - c