【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电子化学品提纯，具体涉及有机胺水溶液的提纯方法及该提纯方法的应用。
技术介绍
1、电子化学品是集成电路(ic)制作过程中关键材料之一，应用于芯片的清洗、蚀刻、掺杂、沉淀等工艺。集成电路领域中，8英寸及以下晶圆即要求所用的电子化学品达到g3以上等级，化学品中金属离子杂质低于1ppb。在集成电路技术快速发展的今天，制备金属离子含量尽可能低的电子级原材料有着迫切的需求。有机胺本身不含金属元素，在集成电路领域的显影液和清洗剂中大量应用。但目前国内生产的有机胺类化合物以工业级为主，含有较多的金属离子杂质，而钠、铁、铜等金属离子的存在会使硅晶片少数载流子寿命降低，因此需要将有机胺中的金属离子尽可能去除才能应用于电子行业。
2、碱金属离子在环境中普遍存在，通常是料液中主要的金属离子杂质，在一般的生产工艺中有机胺很容易产生高于100ppb，甚至ppm级别的钠钾残留。电子工业中常用离子交换树脂制备超纯水，而用于纯化有机碱中金属离子的报道较少。阳离子交换树脂对金属离子的吸附具有一定的选择性，通常情况下优先顺序为fe3+>al3+>ca2+>mg2+>k+>na+，这与离子的水合离子半径和电荷密度有关，通常钠、钾离子的去除最为困难。
3、利用离子交换树脂去除碱性料液中的金属离子更有挑战性，碱性环境中铁元素可能以fe(oh)63-阴离子的形式存在，导致阳离子交换树脂对有机胺中铁的去除效率低下，而且阳离子交换树脂含有的酸性基团与碱性料液往往存在酸碱中和的问题，导致流出液中胺的浓度降低。j
技术实现思路
1、鉴于以上所述现有技术的全部或部分不足，本专利技术的目的在于：提供有机胺水溶液的提纯方法及应用，可以用于大体量的有机胺水溶液的纯化处理，能够将有机胺水溶液中的钠、钾离子去除至1ppb以下，提纯所用的装置结构简单、成本低。
2、为实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种有机胺水溶液的提纯方法，包括以下步骤：
4、s01：将初始丙烯酸系离子交换树脂转换为氢型；将得到的氢型丙烯酸系离子交换树脂转换为铵型；
5、s02：采用得到的铵型丙烯酸系离子交换树脂对待提纯的有机胺水溶液进行一次纯化，得到第一液；
6、s03：采用螯合型过滤膜对所述第一液进行二次纯化，去除待提纯的有机胺水溶液中几乎全部或部分的金属离子，得到第二液。
7、本专利技术经过两次纯化即丙烯酸系离子交换树脂和螯合型过滤膜的联合过滤，将有机胺水溶液中钠离子和钾离子从100ppb以上降至1ppb以下，铁离子等重金属离子从100ppb以上降至10ppb以下，过滤后基本不改变有机胺的浓度，具有优异的提纯效果。得到电子级有机胺水溶液，可以满足电子行业对极低金属残留的有机胺的需求，其提纯方法简单、成本低，可以用于大体量的有机胺水溶液的纯化处理。通过将氢型丙烯酸系离子交换树脂转换为铵型，可以避免离子交换树脂含有的酸性基团与碱性料液发生酸碱中和而使得第一液中胺浓度降低影响后续过滤，且丙烯酸系离子交换树脂的交换容量较高，使用成本较低。
8、步骤s01中，所述转换为氢型的过程为：采用酸液浸泡所述初始丙烯酸系离子交换树脂。具体可采用2-10bv(bv为树脂床层体积)、2-20％浓度的酸液浸泡所述初始丙烯酸系离子交换树脂12-48h，以1-3bv/h的速度排出酸液，排尽酸液后用超纯水以10-20bv/h的速度冲洗(当出水导电率＜1us/cm时停止)。
9、所述酸液可以选自分析纯或电子级的盐酸、硫酸、磷酸、硝酸中的至少一种。
10、步骤s01中，所述转换为铵型的过程为：采用碱液浸泡所述氢型丙烯酸系离子交换树脂。具体可采用1.5-2bv的碱液浸泡所述氢型丙烯酸系离子交换树脂12-48h，以1-3bv/h的速度排出碱液。
11、所述碱液可以采用待提纯的有机胺水溶液。具体可以是主要金属离子杂质浓度较低或已经去除金属离子杂质的该有机胺水溶液，避免引入新的季铵阳离子，同时也可以避免树脂在使用前吸附大量金属离子。当然也可采用其他不同种类的有机胺以减少待提纯的有机胺水溶液的消耗。
12、步骤s02中，所述一次纯化的过程为：采用待提纯的有机胺水溶液浸泡步骤s01得到的铵型丙烯酸系离子交换树脂0.5-1h，以1-20bv/h的速度排出一次纯化后的有机胺水溶液，进一步优选为3-15bv/h。
13、步骤s03中，所述二次纯化的过程中，所述第一液的过滤流速为1-200ml/min，进一步优选为50-150ml/min，收集流出液并检测浓度和金属离子含量。
14、所述初始丙烯酸系离子交换树脂的骨架为聚丙烯酸酯的大孔树脂，官能团为羧基，粒度分布为300-1600μm。
15、步骤s03中，所述螯合型过滤膜为改性的超高分子量聚乙烯膜，官能团同时包括亚氨基二乙酸和葡甲胺，所述螯合型过滤膜装载于材质为高密度聚乙烯的囊式过滤器中。螯合型过滤膜上的亚氨基二乙酸和葡甲胺基团能够螯合重金属离子，有机胺水溶液经囊式过滤器过滤后，重金属离子截留在囊式过滤器中。
16、所述待提纯的有机胺水溶液选自氨水、甲胺、二甲胺、三甲胺、乙胺、二乙胺、丙胺、二丙胺、异丙胺、二异丙胺、丁胺、异丁胺、叔丁胺、乙二胺、二乙烯三胺、五甲基二乙烯三胺、三乙烯四胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、n-甲基乙醇胺、n-甲基二乙醇胺、异丙醇胺、二异丙醇胺、2-氨基-2-甲基-丙醇、羟乙基乙二胺水溶液中的一种或多种。
17、本专利技术还提供一种有机胺水溶液的提纯方法，包括以下步骤：
18、s11：在球型大孔丙烯酸树脂白球上引入螯合基团得到原始丙烯酸系离子交换树脂，所述螯合基团为亚氨基二乙酸；
19、s12：将原始丙烯酸系离子交换树脂转换为氢型；将得到的氢型丙烯酸系离子交换树脂转换为铵型；
20、s13：采用得到的铵型丙烯酸系离子交换树脂对待提纯的有机胺水溶液进行纯化，去除待提纯的有机胺水溶液中几乎全部或部分的金属离子。
21、本专利技术通过在丙烯酸系离子交换树脂上引入螯合基团，既保留了丙烯酸系离子交换树脂优异的除碱金属离子的能力和交换容量，又使去除铁离子、铜离子等重金属离子的能力大幅提升。将有机胺水溶液中钠离子和钾离子从100ppb以上降至1ppb以下，铁离子等重金属离子从100ppb以上降至10ppb以下。
22、步骤s11中，所述原始丙烯酸系离子交换树脂的制备过程为：以丙烯酸甲酯和二乙烯基苯为单体制备大孔树脂白球，然后在四乙烯五胺中加热氨解将所述大孔树脂白球转化为酰本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种有机胺水溶液的提纯方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的提纯方法，其特征在于，步骤S01中，所述转换为氢型的过程为：采用2-10BV、2-20％浓度的酸液浸泡所述初始丙烯酸系离子交换树脂12-48h，以1-3BV/h的速度排出酸液，排尽酸液后用超纯水以10-20BV/h的速度冲洗；所述酸液选自分析纯或电子级的盐酸、硫酸、磷酸、硝酸中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的提纯方法，其特征在于，步骤S01中，所述转换为铵型的过程为：采用1.5-2BV的碱液浸泡所述氢型丙烯酸系离子交换树脂12-48h，以1-3BV/h的速度排出碱液；所述碱液为待提纯的有机胺水溶液。
4.根据权利要求1所述的提纯方法，其特征在于，步骤S02中，所述一次纯化的过程为：采用待提纯的有机胺水溶液浸泡步骤S01得到的铵型丙烯酸系离子交换树脂0.5-1h，以1-20BV/h的速度排出一次纯化后的有机胺水溶液；步骤S03中，所述二次纯化的过程中，所述第一液的过滤流速为1-200mL/min。
5.根据权利要求1所述的提纯方法，其特征在于，所
6.根据权利要求1所述的提纯方法，其特征在于，步骤S03中，所述螯合型过滤膜为改性的超高分子量聚乙烯膜，官能团同时包括亚氨基二乙酸和葡甲胺，所述螯合型过滤膜装载于材质为高密度聚乙烯的囊式过滤器中。
7.根据权利要求1所述的提纯方法，其特征在于，所述待提纯的有机胺水溶液选自氨水、甲胺、二甲胺、三甲胺、乙胺、二乙胺、丙胺、二丙胺、异丙胺、二异丙胺、丁胺、异丁胺、叔丁胺、乙二胺、二乙烯三胺、五甲基二乙烯三胺、三乙烯四胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N-甲基乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、异丙醇胺、二异丙醇胺、2-氨基-2-甲基-丙醇、羟乙基乙二胺水溶液中的一种或多种。
8.一种有机胺水溶液的提纯方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的提纯方法，其特征在于，步骤S11中，所述原始丙烯酸系离子交换树脂的制备过程为：以丙烯酸甲酯和二乙烯基苯为单体制备大孔树脂白球，然后在四乙烯五胺中加热氨解将所述大孔树脂白球转化为酰胺得到氨解球，氨解球和氯乙酸在液碱中加热脱氯化氢得到。
10.权利要求1-7中任一或权利要求8-9中任一所述的有机胺水溶液的提纯方法在集成电路领域中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种有机胺水溶液的提纯方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的提纯方法，其特征在于，步骤s01中，所述转换为氢型的过程为：采用2-10bv、2-20％浓度的酸液浸泡所述初始丙烯酸系离子交换树脂12-48h，以1-3bv/h的速度排出酸液，排尽酸液后用超纯水以10-20bv/h的速度冲洗；所述酸液选自分析纯或电子级的盐酸、硫酸、磷酸、硝酸中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的提纯方法，其特征在于，步骤s01中，所述转换为铵型的过程为：采用1.5-2bv的碱液浸泡所述氢型丙烯酸系离子交换树脂12-48h，以1-3bv/h的速度排出碱液；所述碱液为待提纯的有机胺水溶液。
4.根据权利要求1所述的提纯方法，其特征在于，步骤s02中，所述一次纯化的过程为：采用待提纯的有机胺水溶液浸泡步骤s01得到的铵型丙烯酸系离子交换树脂0.5-1h，以1-20bv/h的速度排出一次纯化后的有机胺水溶液；步骤s03中，所述二次纯化的过程中，所述第一液的过滤流速为1-200ml/min。
5.根据权利要求1所述的提纯方法，其特征在于，所述初始丙烯酸系离子交换树脂的骨架为聚丙烯酸酯的大孔树脂，官能团为羧基，粒度分...
【专利技术属性】
技术研发人员：王小军，余伟，别墅君，
申请(专利权)人：常州时创新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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