CN108059600B - 一种四(二甲氨基)钛的精制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种四(二甲氨基)钛的精制方法,工业级四(二甲氨基)钛进入装有四(二甲氨基)钛提纯渗透膜的膜反应器中,温度10‑30℃,流速1‑5BV/h,得到初步精制的四(二甲氨基)钛,再经精馏得到高纯度的四(二甲氨基)钛。
Description
技术领域
本发明涉及一种胺基钛的纯化方法,特别是一种四(二甲氨基)钛的精制方法。
背景技术
半导体制造业的不断发展,使得必须寻找适合ALD和CVD使用的高k和金 属栅材料前驱物。对于32nm技术节点来讲,材料的挥发性,输运方式以及纯度 等问题变得至关重要。随着信息存储和获取量的大幅提升,对于更高K值材料 的需求也不断升温,这些材料遍布从氧化铝到稀有金属中任何可用的元素。选 择恰当的高K材料,可满足介电常数、热力学稳定性、栅极电极兼容和界面层 稳定性等生产上的要求。
四(二甲胺基)钛,分子式 C8H24N4Ti,常温下是液体,是对空气和水汽非常敏感的化合物,能溶于醇类、苯、四氯化碳等有机溶剂中,不仅具有较好的稳定性、较高的蒸汽压,而且表现出了相当高的反应性,是现今ALD研究领域的热点。
CN103193818A. 公开了一种四(二甲胺基)钛的合成方法,包括如下步骤:在惰性气氛保护下,在反应器中加入二甲胺和烃类溶剂,然后向体系中加入有机锂化合物,制得二甲胺的锂盐;向体系中加入四氯化钛;反应结束后进行蒸馏,得到所述四(二甲胺基)钛。本发明合成方法不需要分步使用多种不同的溶剂,只以简单的单一烃类作为唯一的反应溶剂,降低了成本和反应的毒性,具有更好的操作可行性,更有助于规模化的生产。而且反应不需要经过过滤从体系中除去生成的氯化锂盐的过程,而是直接蒸馏得到目标化合物,从而简化操作。反应过程中的副产物相对较少,产率较高。
CN106268903A公开了一种基于ALD技术的表面氮改性二氧化钛纳米颗粒的可见光催化剂的制备方法,首先将二氧化钛粉末转移入ALD反应室,对其表面进行超薄TiN薄膜的沉积包裹,包裹参数为:反应室温度100-500-oC;钛源:四氯化钛、四二甲氨基钛或异丙醇钛;氮源:氨气或者氨气等离子体;载气:钛源使用高纯氮气或者氩气作为载气,流量为50-200-sccm;氮源使用高纯氩气作为载气,流量为50-200-sccm;脉冲和清洗时间:钛源脉冲为0.1-10-s;每次无机源脉冲之后都紧接着用高纯氮气清洗2-60-s;氮源脉冲为5-60s,紧接着用高纯氮气清洗2-60-s,冲掉反应副产物和残留的反应源。该方法简单易行,产品的可见光催化性能显著增强。
现有专利及文献技术所使用生产四(二甲氨基)钛经精馏处理后,四(二甲氨基)钛纯度难以超过99.99%。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供一种四(二甲氨基)钛的精制方法。
为了解决以上技术问题,本发明采用了如下的技术方案:一种四(二甲氨基)钛的精制方法,包括以下步骤:
(1)按重量份计,将100份聚砜中空纤维超滤膜,浸埋在1000-2000份去离子水,3-10份2-羟基-4-三氟甲基苯胺混合溶液中,浸泡10-30小时,取出晾干,再浸埋在1000-2000份正己烷,10-30份均苯三甲酰氯,浸泡10-30小时,取出,50-80℃烘干,然后浸埋在1000-2000份正己烷,0.001-0.01份2,4-癸二烯醛,0.001-0.01份双环戊二烯二氯化钛,0.01-0.1份3,3-二烯丙基四氢呋喃-2-醇的混合溶液中,N2保护,用60Coγ射线照射剂量为10-50kGy左右,辐照时间10-30分钟,将接枝膜取出,用1000-2000份甲醇清洗膜的表面,干燥,得到四(二甲氨基)钛提纯渗透膜。
(2)工业级四(二甲氨基)钛进入装有四(二甲氨基)钛提纯渗透膜的膜反应器中,温度10-27℃,流速 1-4BV/h,得到初步精制的四(二甲氨基)钛,再经精馏得到高纯度的四(二甲氨基)钛;
进一步的,膜反应器压力0.3-1MPa。
所述的反应物均为市售产品,优选工业级产品。
所述的精馏,包括多级精馏和单级精馏。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
经本专利四(二甲氨基)钛提纯渗透膜通过接枝2,4-癸二烯醛,双环戊二烯二氯化钛以及3,3-二烯丙基四氢呋喃-2-醇,以及其形成的金属配合物,可以吸附四(二甲氨基)钛中的杂质,工业级四(二甲氨基)钛经膜处理后,再经精馏即可以得到体积分数99.999%的高纯度四(二甲氨基)钛。
具体实施方式
以下结合具体实施例,进一步阐明本发明,但这些实施例仅用于解释本发明,而不是用于限制本发明的范围。
实施例中工业级四(二甲氨基)钛为市售产品,纯度97%。
实施例1
一种四(二甲氨基)钛的精制方法,包括以下步骤:
(1)按重量份计,将100份聚砜中空纤维超滤膜,浸埋在1500份去离子水,8份2-羟基-4-三氟甲基苯胺混合溶液中,浸泡17小时,取出晾干,再浸埋在1800份正己烷,19份均苯三甲酰氯,浸泡15小时,取出,60℃烘干,然后浸埋在1500份正己烷,0.005份2,4-癸二烯醛,0.004份双环戊二烯二氯化钛,0.08份3,3-二烯丙基四氢呋喃-2-醇的混合溶液中,N2保护,用60Coγ射线照射剂量为30kGy左右,辐照时间19分钟,将接枝膜取出,用1500份甲醇清洗膜的表面,干燥,得到四(二甲氨基)钛提纯渗透膜。
(2)工业级四(二甲氨基)钛进入装有四(二甲氨基)钛提纯渗透膜的膜反应器中,温度22℃,流速 2BV/h,压力0.4MPa,得到初步精制的四(二甲氨基)钛,再经精馏得到高纯度的四(二甲氨基)钛。四(二甲氨基)钛纯度见表1。
实施例2
一种四(二甲氨基)钛的精制方法,包括以下步骤:
(1)按重量份计,将100份聚砜中空纤维超滤膜,浸埋在1000份去离子水,3份2-羟基-4-三氟甲基苯胺混合溶液中,浸泡10小时,取出晾干,再浸埋在1000份正己烷,10份均苯三甲酰氯,浸泡10小时,取出,50℃烘干,然后浸埋在1000份正己烷,0.001份2,4-癸二烯醛,0.001份双环戊二烯二氯化钛,0.01份3,3-二烯丙基四氢呋喃-2-醇的混合溶液中,N2保护,用60Coγ射线照射剂量为10kGy左右,辐照时间30分钟,将接枝膜取出,用1000份甲醇清洗膜的表面,干燥,得到四(二甲氨基)钛提纯渗透膜。
(2)工业级四(二甲氨基)钛进入装有四(二甲氨基)钛提纯渗透膜的膜反应器中,温度10℃,流速 1BV/h,压力0.3MPa,得到初步精制的四(二甲氨基)钛,再经精馏得到高纯度的四(二甲氨基)钛。四(二甲氨基)钛纯度见表1。
实施例3
一种四(二甲氨基)钛的精制方法,包括以下步骤:
(1)按重量份计,将100份聚砜中空纤维超滤膜,浸埋在2000份去离子水,10份2-羟基-4-三氟甲基苯胺混合溶液中,浸泡30小时,取出晾干,再浸埋在2000份正己烷,30份均苯三甲酰氯,浸泡30小时,取出,80℃烘干,然后浸埋在2000份正己烷,0.01份2,4-癸二烯醛,0.01份双环戊二烯二氯化钛,0.1份3,3-二烯丙基四氢呋喃-2-醇的混合溶液中,N2保护,用60Coγ射线照射剂量为50kGy左右,辐照时间10分钟,将接枝膜取出,用2000份甲醇清洗膜的表面,干燥,得到四(二甲氨基)钛提纯渗透膜。
(2)工业级四(二甲氨基)钛进入装有四(二甲氨基)钛提纯渗透膜的膜反应器中,温度27℃,流速 4BV/h,压力1MPa,得到初步精制的四(二甲氨基)钛,再经精馏得到高纯度的四(二甲氨基)钛。四(二甲氨基)钛纯度见表1。
对比例1
3,3-二烯丙基四氢呋喃-2-醇 不加入,其它同实施例1,四(二甲氨基)钛纯度见表1。
对比例2
2-羟基-4-三氟甲基苯胺不加入,其它同实施例1,四(二甲氨基)钛纯度见表1。
对比例3
双环戊二烯二氯化钛不加入,其它同实施例1,四(二甲氨基)钛纯度见表1。
对比例4
均苯三甲酰氯不加入,其它同实施例1,四(二甲氨基)钛纯度见表1。
对比例5
不经四(二甲氨基)钛提纯渗透膜吸附,只进行精馏。四(二甲氨基)钛纯度见表1。
对比例6
不经精馏,其它同实施例1,四(二甲氨基)钛纯度见表1。
Claims (3)
1.一种四(二甲氨基)钛的精制方法,其特征在于包括以下步骤:
工业级四(二甲氨基)钛进入装有四(二甲氨基)钛提纯渗透膜的膜反应器中,温度10-27℃,流速 1-4BV/h,得到初步精制的四(二甲氨基)钛,再经精馏得到高纯度的四(二甲氨基)钛;
四(二甲氨基)钛提纯渗透膜的制备方法包括:按重量份计,将100份聚砜中空纤维超滤膜,浸埋在1000-2000份去离子水,3-10份2-羟基-4-三氟甲基苯胺混合溶液中,浸泡10-30小时,取出晾干,再浸埋在1000-2000份正己烷,10-30份均苯三甲酰氯,浸泡10-30小时,取出,50-80℃烘干,然后浸埋在1000-2000份正己烷,0.001-0.01份2,4-癸二烯醛,0.001-0.01份双环戊二烯二氯化钛,0.01-0.1份3,3-二烯丙基四氢呋喃-2-醇的混合溶液中,N2保护,用60Coγ射线照射剂量为10-50kGy左右,辐照时间10-30分钟,将接枝膜取出,用1000-2000份甲醇清洗膜的表面,干燥,得到四(二甲氨基)钛提纯渗透膜。
2.权利要求1所述的一种四(二甲氨基)钛的精制方法,其特征在于膜反应器压力0.3-1MPa。
3.权利要求1所述的一种四(二甲氨基)钛的精制方法,其特征在于所述的精馏,包括多级精馏和单级精馏。
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