CN105712351A - 一种吸附提纯甲硅烷的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种吸附提纯甲硅烷的方法：工业级甲硅烷经过装有采用本专利技术制备的吸附剂的层析柱中进行吸附，得到高纯甲硅烷产品。

Description

一种吸附提纯甲硅烷的方法

技术领域

本发明涉及一种提纯的方法，特别是一种吸附提纯甲硅烷的方法。

背景技术

高纯甲硅烷SiH4是半导体工业、电子信息产业、新能源产业的最基础原材料长期以来高纯度硅烷的生产技术被美国等少数几个发达国家垄断，我国的企业大部分只能生产99.99％以下的低纯度硅烷。如果使用国产低纯度硅烷，那么产品生产成本将居高不下，没有市场竞争力，所以我国电子和大规模集成电路行业的芯片不得不依靠进口。

CN105037409A公开了一种利用反应精馏制备和纯化甲硅烷的方法，包括在第一反应精馏塔塔釜原料三氯氢硅发生歧化反应，并在第一精馏塔精馏，制备的二氯二氢硅经塔顶采出并送入第二反应精馏塔，在第二精馏塔塔釜经再次歧化生成甲硅烷产品并在第二精馏塔精馏分离从塔顶采出的步骤，其特征在于，将反应和分离耦合，两步催化歧化得到甲硅烷，催化剂为离子液体催化剂。通过本发明的利用反应精馏制备和纯化甲硅烷的方法能简单、高效地制备出甲硅烷，且全过程物料闭路循环利用，无污染排放、环境友好。

CN102317208A公开了一种纯化甲硅烷的方法。更具体地说，所述方法包括：通过分馏从含有甲硅烷和乙烯的原料中去除杂质(操作1)；通过使在操作1中纯化的原料穿过活性炭来去除乙烯和剩余杂质(操作2)。根据所述方法，可以通过使用活性炭选择性地吸附难以通过分馏分离的乙烯来更简单地且更有效地获得高纯度甲硅烷，而没有另外产生副产物。

现有技术中的提纯甲硅烷的方法，通过活性炭吸附或者精馏，提纯效果难以达到甲硅烷气体体积含量99.999％的水平。

发明内容

本发明目的在于解决现有技术中存在的上述技术问题，提供一种吸附提纯甲硅烷的方法。

本发明所述的一种吸附提纯甲硅烷的方法，通过以下步骤制备：

步骤1.吸附剂的制备：

将聚醋酸乙烯酯颗粒移入通以氮气流的管式电炉中热解，以每小时50-80℃的升温速度从室温缓慢升温至600-1000℃，升温结束后将氮气切换成流量为3L-8L/小时的水蒸气活化处理2-10小时，产物冷至室温，得到吸附剂载体；将吸附剂载体在N，N-二甲基甲酰胺中浸泡5-20h，载体与N，N-二甲基甲酰胺的质量比为1∶1-1∶10，然后在N，N-二甲基甲酰胺中加入占载体质量1-5％的醋酸钴，加入占载体质量1-5％的间卟啉二甲酯，加入占载体质量1-5％的锑化锰，搅拌下混合均匀，20-80℃反应0.5-2h，产物经分离、用乙醇清洗，烘干，得到所述的吸附剂。

步骤2.吸附提纯甲硅烷：

在-50～-30℃，0.2-1MPa条件下，工业级甲硅烷经过装有吸附剂的层析柱中进行吸附，流速1-5BV/h，得到高纯甲硅烷产品。

本发明中所使用的聚醋酸乙烯酯颗粒为市售产品，如烟台诺达化工有限公司生产的产品，N，N-二甲基甲酰胺为市售产品，如上海德茂化工有限公司生产的产品，醋酸钴为市售产品，如郑州冠辉化工产品有限公司生产的产品，所述间卟啉二甲酯为市售产品，如北京精华耀邦医药科技有限公司的产品，所述工业级甲硅烷为市售产品，如南京华特硅材料有限公司生产的产品，锑化锰为市售产品，如湖北巨胜科技有限公司生产的产品。

与现有技术相比，本发明的催化剂及其制备方法，具有以下有益效果：

聚醋酸乙烯酯基载体负载金属间卟啉二酯类络合物，可提高吸附乙烯和其它杂质的能力，甲硅烷气体体积含量大于99.999％。

具体实施方式

以下实例仅仅是进一步说明本发明，并不是限制本发明保护的范围。

实施例1：

步骤1.吸附剂的制备：

将聚醋酸乙烯酯颗粒移入通以氮气流的管式电炉中热解，以每小时70℃的升温速度从室温缓慢升温至700℃，升温结束后将氮气切换成流量为6L/小时的水蒸气活化处理6小时，产物冷至室温，得到吸附剂载体；将100Kg吸附剂载体在N，N-二甲基甲酰胺中浸泡15h，载体与N，N-二甲基甲酰胺的质量比为1∶5，然后在N，N-二甲基甲酰胺中3Kg醋酸钴，加入3Kg间卟啉二甲酯，加入2Kg锑化锰，搅拌下混合均匀，60℃反应1h，产物经分离、用乙醇清洗，烘干，得到所述的吸附剂。

步骤2.吸附提纯甲硅烷：

在-40℃，0.5MPa条件下，工业级甲硅烷经过装有吸附剂的层析柱中进行吸附，流速3BV/h，得到高纯甲硅烷产品。

实施例2：

步骤1.吸附剂的制备：

将聚醋酸乙烯酯颗粒移入通以氮气流的管式电炉中热解，以每小时50℃的升温速度从室温缓慢升温至600℃，升温结束后将氮气切换成流量为3L/小时的水蒸气活化处理2小时，产物冷至室温，得到吸附剂载体；将100Kg吸附剂载体在N，N-二甲基甲酰胺中浸泡5h，载体与N，N-二甲基甲酰胺的质量比为1∶1，然后在N，N-二甲基甲酰胺中1Kg醋酸钴，加入1Kg间卟啉二甲酯，加入1Kg锑化锰，搅拌下混合均匀，20℃反应0.5h，产物经分离、用乙醇清洗，烘干，得到所述的吸附剂。

步骤2.吸附提纯甲硅烷：

在-50℃，0.2MPa条件下，工业级甲硅烷经过装有吸附剂的层析柱中进行吸附，流速1BV/h，得到高纯甲硅烷产品。

实施例3

步骤1.吸附剂的制备：

将聚醋酸乙烯酯颗粒移入通以氮气流的管式电炉中热解，以每小时80℃的升温速度从室温缓慢升温至1000℃，升温结束后将氮气切换成流量为8L/小时的水蒸气活化处理10小时，产物冷至室温，得到吸附剂载体；将100Kg吸附剂载体在N，N-二甲基甲酰胺中浸泡20h，载体与N，N-二甲基甲酰胺的质量比为1∶10，然后在N，N-二甲基甲酰胺中5Kg醋酸钴，加入5Kg间卟啉二甲酯，加入5Kg锑化锰，搅拌下混合均匀，80℃反应2h，产物经分离、用乙醇清洗，烘干，得到所述的吸附剂。

步骤2.吸附提纯甲硅烷：

在-30℃，1MPa条件下，工业级甲硅烷经过装有吸附剂的层析柱中进行吸附，流速5BV/h，得到高纯甲硅烷产品。

对比例1

不加入醋酸钴，其它同实施例1。甲硅烷纯度见表1，编号为M-4。

对比例2

不加入间卟啉二甲酯，其它同实施例1。甲硅烷纯度见表1，编号为M-5。

对比例3

不加入锑化锰，其它同实施例1。甲硅烷纯度见表1，编号为M-6。

经过气相色谱检测，实施例1-3以及对比例1-3吸附后甲硅烷气体纯度的比较见表1：

表1；不同工艺做出的试验样品吸附后甲硅烷气体纯度的比较

编号	甲硅烷气体纯度％
		M-1	99.999
M-2	99.999
		M-3	99.9999
M-4	99.991
		M-5	99.985
M-6	99.991

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出的简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。

Claims (1)

1.一种吸附提纯甲硅烷的方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1.吸附剂的制备：

将聚醋酸乙烯酯颗粒移入通以氮气流的管式电炉中热解，以每小时50-80℃的升温速度从室温缓慢升温至600-1000℃，升温结束后将氮气切换成流量为3L-8L/小时的水蒸气活化处理2-10小时，产物冷至室温，得到吸附剂载体；将吸附剂载体在N，N-二甲基甲酰胺中浸泡5-20h，载体与N，N-二甲基甲酰胺的质量比为1∶1-1∶10，然后在N，N-二甲基甲酰胺中加入占载体质量1-5％的醋酸钴，加入占载体质量1-5％的间卟啉二甲酯，加入占载体质量1-5％的锑化锰，搅拌下混合均匀，20-80℃反应0.5-2h，产物经分离、用乙醇清洗，烘干，得到所述的吸附剂；

步骤2.吸附提纯甲硅烷：

在-50～-30℃，0.2-1MPa条件下，工业级甲硅烷经过装有吸附剂的层析柱中进行吸附，流速1-5BV/h，得到高纯甲硅烷产品。