一种超纯过氧化氢水溶液的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种超纯过氧化氢水溶液的制备方法。目的是提供的方法应能提供超纯过氧化氢水溶液，并具有安全性高、再现性好的特点。技术方案是：将含杂质较多的食品级过氧化氢作为原料先通过膜预过滤器过滤，接着通过至少一组串联的吸附树脂柱去除有机物杂质；然后再通过串联相接的至少一组阳离子交换树脂柱与至少一组阴离子交换树脂柱去除离子杂质，或者再通过至少一组混合阴阳离子交换树脂柱去除离子杂质；最后进入膜精细过滤器过滤，收集目标产物超纯过氧化氢。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及。目的是提供的方法应能提供超纯过氧化氢水溶液，并具有安全性高、再现性好的特点。技术方案是：将含杂质较多的食品级过氧化氢作为原料先通过膜预过滤器过滤，接着通过至少一组串联的吸附树脂柱去除有机物杂质；然后再通过串联相接的至少一组阳离子交换树脂柱与至少一组阴离子交换树脂柱去除离子杂质，或者再通过至少一组混合阴阳离子交换树脂柱去除离子杂质；最后进入膜精细过滤器过滤，收集目标产物超纯过氧化氢。【专利说明】
本专利技术涉及；特别是符合SEMI C12标准的超纯过氧化氢水溶液的制备方法。
技术介绍
超纯过氧化氢是电子技术微细加工制作过程中不可缺少的关键性基础化工材料之一，主要用做半导体晶体片的清洗剂、腐蚀剂和光刻胶的去除剂，电子工业制取高级绝缘层、去除电镀液中无机杂质，以及铜、铜合金和半导体材料镓、锗及显像管制造工序的处理等，它的纯度对集成电路的成品率、电性能及可靠性都有着十分重要的影响。近年来，随着电子工业的不断发展，超纯过氧化氢水溶液的需求也日益增长。超纯过氧化氢一般是以廉价易得的工业级过氧化氢产品为原料，经一系列的提纯、净化过程而获得。目前工业级过氧化氢几乎无一例外的采用蒽醌法制备。蒽醌法生产的工业级过氧化氢含有一定量的有机物杂质与无机物杂质，这些有机物杂质主要来源于生产中添加剂、物料加工、运输、储存等过程，包括蒽醌化合物、酯、醇、酚、酮类化合物等，一般有机物含量在100-500mg/L范围内；无机物杂质通常来自构成所用反应器及合成设备的材料，包括硅化合物、铝、铁、铬、镍等。电子领域对过氧化氢的杂质含量都有严格的要求，因此，过氧化氢水溶液需要经过提纯处理，去除这些杂质，达到符合实际应用的质量要求。为了去除工业级过氧化氢产品中的这些杂质，自20世纪50年代以来，人们相继开发了许多净化方法，主要包括减压蒸馏法、反渗透法、离子交换法以及几种方法的组合；但是这些方法都存在一定问题，其中蒸馏法汽液分离不完全及雾状液体携带，使过氧化氢的纯度一般不能达到很高，能耗高，过氧化氢分解较快，物耗高，安全性差，生产成本较高；反渗透提纯过氧化氢技术操作压力高，膜使用寿命短，生产成本较高，技术还不成熟；目前，在国内虽有报道通过树脂交换法可以得到符合国际半导体设备和材料组织SEMI C12标准的超纯过氧化氢产品，但常规离子交换法中过氧化氢与阴树脂接触易分解而形成危险，生产过程存在安全隐患；而碳酸氢根型阴树脂选择性较差，再生过程中很难使树脂中吸附的其他阴离子完全置换下来，影响树脂的再生效果，提纯过程中产生大量气泡，使过氧化氢与树脂接触面积下降影响提纯效果，树脂与过氧化氢接触时，也容易分解而在生产过程中存在安全隐患。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服上述
技术介绍
的不足，提供，该方法应能提供超纯过氧化氢水溶液，并具有安全性高、再现性好的特点。本专利技术是通过以下技术方案来实现的:，包括如下步骤:将含杂质较多的食品级过氧化氢作为原料先通过膜预过滤器过滤，接着通过至少一组串联的吸附树脂柱去除有机物杂质；然后再通过串联相接的至少一组阳离子交换树脂柱与至少一组阴离子交换树脂柱去除离子杂质，或者再通过至少一组混合阴阳离子交换树脂柱去除离子杂质；最后进入膜精细过滤器过滤，收集目标产物超纯过氧化氢。所述的吸附树脂柱内的吸附树脂均为大孔吸附树脂。进一步，所述大孔吸附树脂为非极性大孔吸附树脂和极性大孔吸附树脂，并采用两种吸附树脂柱串联配合使用。所述的至少一组是指I~8组；优选2-7组。所述非极性大孔吸附树脂与极性大孔吸附树脂，均配置两种孔径；分别为6(.)0-1000 A和I (K.丨-500 λ。所述的大孔吸附树脂材质为含酰胺基或氰基或酚羟基极性基团的苯乙烯-二乙烯基苯共聚物。所述的阴离子交换树脂为氯离子型阴离子交换树脂转化成含羟基的弱碱性阴离子交换树脂。所述的混合阴阳离子交换树脂柱中的阴阳离子交换树脂的体积比为1:3~I。上述制备过程的运行压力在0.1-0.5Mpa，温度在5_30°C，生产流量控制在300-500kg/h。所述超纯过氧化氢是指水溶液中过氧化氢浓度是27.5%_50%，优选30_50%。所述含羟基的弱碱性阴离子交换树脂的制备方法是:I)将一定量的强碱水溶液输入氯离子型阴离子交换树脂柱并使该强碱水溶液单向流动经过该离子交换树脂柱进行处理，静置6-24h ;接着再输入一定量的强碱水溶液并使其同方向流动经过该离子交换树脂柱进行处理；然后输入纯水并使其继续同方向经过该离子交换树脂柱进行流动对该离子交换树脂柱清洗；本步骤中的强碱水溶液与纯水的流动方向相同；2)将一定量的强碱水溶液输入经过步骤I)处理的氯离子型阴离子交换树脂柱并使该强碱水溶液单向流动经过该离子交换树脂柱进行处理，静置6-24h ;接着再输入一定量的强碱水溶液并使其同方向流动经过该离子交换树脂柱进行处理；然后输入纯水并使其继续同方向经过该离子交换树脂柱进行流动对该离子交换树脂柱清洗；本步骤中的强碱水溶液与纯水的流动方向均与步骤I)相反。本专利技术的有益效果是:采用本专利技术制备方法得到的超纯过氧化氢水溶液含量大于30%,有机碳含量低于5ppm,单个阳离子含量低于0.1ppb,单个阴离子含量低于30ppb,大于0.5μπι的尘埃颗粒低于25个/毫升，符合SEMI C12标准。并且本专利技术还解决了提纯操作中过氧化氢与阴离子交换树脂接触使塔内温度升高和压力升高的技术难题，从而保证了过氧化氢水溶液提纯的安全性。此外，用本专利技术的方法纯化的过氧化氢水溶液在去除有机杂质与离子杂质的程度上具有良好和稳定的再现性。【专利附图】【附图说明】 图1是本专利技术的结构示意图。图1中I为原料储槽，2为泵，3为精度0.5μπι的预过滤器，4、5、6、7均为吸附树脂柱，8为阳离子交换树脂柱，9为阴离子交换树脂柱，10为阳离子交换树脂/混合离子交换树脂柱，11为精度0.1 μ m的精细过滤器，12为成品储槽。【具体实施方式】【吸附树脂处理】本专利技术所述超纯过氧化氢水溶液的制备方法中，在与离子交换树脂接触前，先需使过氧化氢水溶液和吸附树脂接触。作为吸附树脂，使用没有离子交换能力的大孔吸附树脂。大孔吸附树脂采用含酰胺基或氰基或酚羟基极性基团的苯乙烯-二乙烯基苯共聚物。理想的大孔吸附树脂，在无水状态下的孔径约为Κ)0~1000λ.:.大孔吸附树脂可以选用不含任何离子交换基团的非极性吸附树脂与含有亲水性基团的极性吸附树脂。非极性大孔吸附树脂包括Rohm&Haas公司生产的 Amberlite XAD2、XAD4、XAD8、XAD16N、XAD16HP、XAD18、XAD1600N 和 XAD1180N 等 XAD系列产品；漂莱特公司生产的 Purolite? PAD350、PAD400、PAD500、PAD550、PAD700、PAD900和PAD910等PAD系列产品；日本三菱合成工业公司生产的HP10、HP20、HP30、HP40、HP50、SP800、SP850和SP900。极性大孔吸附树脂包括漂莱特公司生产的Macronet MN100、MN150、MN200、MN202、MN220、MN250、MN270、MN300、MN400 和 MN500 等 MN 系列产品；日本三菱合成工业公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超纯过氧化氢水溶液的制备方法，包括如下步骤：将含杂质较多的食品级过氧化氢作为原料先通过膜预过滤器过滤，接着通过至少一组串联的吸附树脂柱去除有机物杂质；然后再通过串联相接的至少一组阳离子交换树脂柱与至少一组阴离子交换树脂柱去除离子杂质，或者再通过至少一组混合阴阳离子交换树脂柱去除离子杂质；最后进入膜精细过滤器过滤，收集目标产物超纯过氧化氢。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：汪永超，白秀君，周继业，
申请(专利权)人：杭州精欣化工有限公司，
类型：发明
国别省市：