一种鎓氢氧化物的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种式I所示的鎓氢氧化物的制备方法，包括将式II所示的鎓盐水溶液送入双极膜电渗析装置中，进行双极膜电渗析，得到含有式I所示的鎓氢氧化物的水溶液，其中，向双极膜电渗析装置的酸室中送入中和液，所述中和液含有能够与HX发生酸碱反应的物质。采用本发明专利技术的方法制备鎓氢氧化物，双极膜电渗析装置的连续运行时间长，在降低生产成本的同时，还能够提高生产效率。同时，采用本发明专利技术的方法制备的鎓氢氧化物的纯度高、品质好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种鎓氢氧化物的制备方法，具体地，本专利技术涉及一种采用双极膜电渗析方法来制备鎓氢氧化物的方法。
技术介绍
季铵碱是一种重要的有机碱，用途广泛，可以作为电子工业中集成电路板的清洗剂、刻蚀剂和抛光剂，还可以作为炼油以及化学工程中的助剂和催化剂。并且，季铵碱（如四丙基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵）是合成钛硅分子筛中不可替代的碱源和模板剂，而钛硅分子筛则具有很好的定向氧化催化性能，是生产对苯二酚、环己酮肟和环氧丙烷过程中不可或缺的催化剂。目前，生产季铵碱的方法主要有沉淀法、离子交换法和电渗析法。其中，沉淀法是将季铵盐溶解在适当的有机溶剂中，然后加入碱，使季铵盐中的阴离子与碱中的阳离子结合，以形成在有机溶剂中溶解度较小的盐而沉淀出来，经分离后获得季铵碱的方法；离子交换法则是采用强碱性阴离子树脂将溴化（或氯化）季铵盐水溶液进行离子交换，从而得到季铵碱；电渗析法是在隔膜式电解槽中，通过隔膜使季铵盐与碱进行离子交换而将季铵盐中的阴离子置换为氢氧根离子，进而获得季铵碱的。其中，沉淀法的生产成本较高，得到的产品的质量还有待于进一步提高；尽管离子交换法制备的产品的品质较好，同时生产成本也较低，但是在对离子交换树脂进行再生时会产生大量废水，不利于环境保护。电渗析法根据使用的膜的种类不同，可以分为单极膜电渗析法（即，离子交换膜法）和双极膜电渗析法。单极膜电渗析法尽管可以获得品质优良的产品，但是使用的电解设备较为复杂，并且有副产物产生。双极膜电渗析法是通过在直流电场作用下，使用双极膜将水离解，在双极膜的两侧分别得到H+和OH-，从而将季铵盐转化为相应的季铵碱。双极膜电渗析方法的设备结构较为简单，并且基本没有副产物产生。CN1334796A公开了一种在电渗析装置中通过电渗析制备元素N、S或P的鎓的氢氧化物的方法，该装置具有阳极、阴极以及一个或多个各带酸回路和碱回路的槽单元，将下列通式（I）的鎓盐溶液引入槽单元和碱回路并进行电渗析，其中，M表示N、S或P；R1、R2、R3和R4各为相互独立的，有时以官能团取代的，碳原子数为1-30的直链的或支链的、饱和的或非饱和的脂族、环脂族、芳脂族或芳族基团或者R1-R4中的两基团与M形成杂环，X-表示n价阴离子，n代表1-4的数，其中，各槽单元由双极膜和阴离子选择膜构成，并在最后的阴离子选择膜和阳极之间的阳极侧有双极膜或阳离子选择膜。CN1334796A公开的方法能够延长阳极材料和阴极材料的寿命，同时得到的产品物料中的杂质含量低。
技术实现思路
本专利技术的专利技术人在研究过程中发现，采用双极膜电渗析法来制备鎓氢氧化物（例如季铵碱）时，双极膜电渗析装置（特别是电极）的腐蚀严重，且离子交换膜（特别是与电极室相邻的双极膜）表面易于鼓泡，导致双极膜电渗析装置的连续运行时间较短，需要频繁停工以更换受损部件。本专利技术的专利技术人经过研究发现，出现上述现象的原因主要是：双极膜电渗析装置中不可避免会存在内渗和膜渗透，使得酸室中的料液进入其它腔室中，导致其它腔室中的料液的酸性增强，加剧腐蚀，特别是使得电极的腐蚀加剧；酸室中料液由于膜渗透而进入其它腔室时，还会导致膜表面鼓泡（特别是与电极室相邻的双极膜），使得膜无法实现其功能。本专利技术的专利技术人为此进行了深入的研究，发现：在采用双极膜电渗析方法来制备鎓氢氧化物时，如果在双极膜电渗析装置的酸室中加入含有能够与HX发生酸碱反应的中和液，则能够显著缓解电渗析设备的腐蚀情况和离子交换膜表面鼓泡的现象，延长双极膜电渗析装置的连续运行时间。由此完成了本专利技术。本专利技术提供了一种式I所示的鎓氢氧化物的制备方法，该方法包括：将式II所示的鎓盐的水溶液送入双极膜电渗析装置中，进行双极膜电渗析，得到含有式I所示的鎓氢氧化物的水溶液，其中，该方法包括向双极膜电渗析装置的酸室中送入中和液，所述中和液含有能够与HX发生酸碱反应的物质，式I和式II中，M为氮、硫或磷；R1、R2、R3和R4相同或不同，各自为C1-C20的直链或支链烷基、C3-C20的取代或未取代的环烷基、或者C6-C20的取代或未取代的芳基；X为卤素原子。根据本专利技术的方法，双极膜电渗析装置的连续运行时间长，在降低生产成本的同时，还能够缩短由于更换部件而导致停工的时间，提高生产效率。同时，采用本专利技术的方法制备的鎓氢氧化物的纯度高、品质好。附图说明图1用于说明本专利技术的鎓氢氧化物的制备方法的一种实施方式；以及图2用于说明本专利技术的鎓氢氧化物的制备方法的另一种实施方式。具体实施方式本专利技术提供了一种式I所示的鎓氢氧化物的制备方法，该方法包括：将式II所示的鎓盐的水溶液送入双极膜电渗析装置中，进行双极膜电渗析，得到含有式I所示的鎓氢氧化物的水溶液，其中，该方法包括向双极膜电渗析装置的酸室中送入中和液，所述中和液含有能够与HX发生酸碱反应的物质，根据本专利技术的方法，式II所示的鎓盐可以根据预期的鎓氢氧化物的结构进行适当的选择，可以为本领域常用的各种鎓盐。一般地，式I和式II中，M可以为N、S或P；R1、R2、R3和R4相同或不同，各自可以为C1-C20的直链或支链烷基、C3-C20的取代或未取代的环烷基、或者C6-C20的取代或未取代的芳基。本专利技术中，C1-C20的直链或支链烷基的实例可以包括但不限于：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、叔戊基、新戊基、正己基、正庚基、正辛基、正癸基、正十二烷基、正十六烷基和正十八烷基。本专利技术中，C3-C20的取代或未取代的环烷基的实例可以包括但不限于：环丙基、环戊基、环己基、4-甲基环己基、4-乙基环己基、4-正丙基环己基和4-正丁基环己基。本专利技术中，C6-C20的取代或未取代的芳基的实例可以包括但不限于：苯基、萘基、4-甲基苯基和4-乙基苯基。式I和式II中，M优选为N。式I和式II中，R1、R2、R3和R4优选为C1-C5的直链或支链烷基，更优选为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基或叔丁基。式II中，X优选为氯原子或溴原子。具体地，式II所示的鎓盐的实例可以包括但不限于：四甲基氯化铵、四乙基氯化铵、四丙基溴化铵、四甲基溴化铵、四乙基溴化铵、四丙基氯化铵（包括四丙基氯化铵的各种异构体）、四丁基氯化铵（包括四丁基氯化铵的各种异构体）、四丁基溴化铵（包括四丁基溴化铵的各种异构体）、四戊基溴化铵（包括四戊基溴化铵的各种异构体）和四癸基溴化铵本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种式I所示的鎓氢氧化物的制备方法，该方法包括：将式II所示的鎓盐的水溶液送入双极膜电渗析装置中，进行双极膜电渗析，得到含有式I所示的鎓氢氧化物的水溶液，其特征在于，该方法包括向双极膜电渗析装置的酸室中送入中和液，所述中和液含有能够与HX发生酸碱反应的物质，式I和式II中，M为氮、硫或磷；R1、R2、R3和R4相同或不同，各自为C1‑C20的直链或支链烷基、C3‑C20的取代或未取代的环烷基、或者C6‑C20的取代或未取代的芳基；X为卤素原子。

【技术特征摘要】
1.一种式I所示的鎓氢氧化物的制备方法，该方法包括：将式II所示
的鎓盐的水溶液送入双极膜电渗析装置中，进行双极膜电渗析，得到含有式
I所示的鎓氢氧化物的水溶液，其特征在于，该方法包括向双极膜电渗析装
置的酸室中送入中和液，所述中和液含有能够与HX发生酸碱反应的物质，
式I和式II中，M为氮、硫或磷；R1、R2、R3和R4相同或不同，各自
为C1-C20的直链或支链烷基、C3-C20的取代或未取代的环烷基、或者C6-C20的取代或未取代的芳基；X为卤素原子。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述双极膜电渗析装置包括阳
极、阴极以及位于所述阳极和阴极之间的至少两个双极膜和至少一个阴离子
交换膜，所述双极膜与阴离子交换膜交替排列在所述阳极与阴极之间，且所
述双极膜将所述阴极与所述阴离子交换膜隔开，该方法包括将式II所示的鎓
盐的水溶液送入双极膜电渗析装置的碱室中。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述双极膜电渗析装置包括阳
极、阴极以及位于所述阳极和阴极之间的至少两个双极膜、至少一个阳离子
交换膜和至少一个阴离子交换膜，所述阳离子交换膜和阴离子交换膜位于所
述双极膜之间，将所述双极膜两两隔开，所述阳离子交换膜与所述阴离子交

\t换膜之间为料液室，该方法包括将式II所示的鎓盐的水溶液...

【专利技术属性】
技术研发人员：王漫，
申请(专利权)人：广州大有精细化工厂，
类型：发明
国别省市：广东;44