CN110343124A - 一种采用混合配位剂解配三甲基镓的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采用混合配位剂解配三甲基镓的方法,包括以下步骤:步骤一,将三辛胺和MBDA两种配位剂分别导入反应釜中,加热使两者熔融,得到三辛胺和MBDA的混合配位剂;步骤二,将三甲基镓和醚类溶剂的配合物加入到解配釜中,然后加入混合配位剂,混合配位剂、三甲基镓和醚类的配合物之间产生置换反应,获得配位剂和三甲基镓的配合物,并将醚类溶剂蒸发并冷凝回收;步骤三,将步骤二得到的配位剂和三甲基镓的配合物进行解配,三甲基镓以气态形式蒸出并通过冷凝回收。该方法采用了三辛胺和MBDA的混合配位剂,可以提高单位配合量,减少三辛胺的使用量,延长配位剂的使用寿命,解配出的半成品纯度较高,收率较高,减少危废产生,提高产品品质。
Description
技术领域
本发明涉及金属有机化合物制备技术领域,具体涉及制备三甲基镓过程中的一种采用混合配位剂解配三甲基镓的方法。
背景技术
三甲基镓(Ga(CH3)3,TMG)是MOCVD工艺技术生产光电材料如氮化镓等的关键MO源原料,为MO源化合物中应用最广泛的金属有机化合物。MO源,即金属有机化合物,是光电半导体材料行业等领域的重要金属来源,是MOCVD工艺(即金属有机化学气相沉积工艺)等工艺技术生产制备合成新型半导体光电化合物材料的基础源材料。
现有技术中,工业化制备三甲基镓的方法,在充满惰性气体的反应釜中,投入镓镁合金原料,在醚类溶剂(乙醚、四氢呋喃或甲基四氢呋喃)存在下,并在搅拌条件下逐步加入卤代烷(溴乙烷或碘乙烷),通过控制卤代烷的滴加速度控制溶剂回流速度,反应完成后,将溶剂蒸出,再在减压条件下得到三甲基镓与醚的配合物,最后通过解配的方法得到三甲基镓。
现有的解配方法所使用的配位剂主要为胺类配位剂,如三辛胺。虽然三辛胺的配位效果较为理想,但是使用寿命较短,报废后产生的危废量大,成本高,解配出的半成品杂质依然较多。另外还有聚醚配位剂和MBDA(4,4’-(对二甲氨基)二苯基甲烷)配位剂,但是聚醚由于具有使用温度高,解配物料杂质高,解配半成品品质不稳定等缺点,一般不用。MBDA配位剂具有配合量较大,解配出的半成品杂质较少等优点,但是MBDA为固体,具有容易堵塞管道等固有缺点。目前,现有技术主要采用胺类配位剂,还没有关于混合配位剂的研究。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明的目的在于提供一种采用混合配位剂解配三甲基镓的方法,该方法采用了三辛胺和MBDA的混合配位剂,可以提高单位配合量,减少三辛胺的使用量,延长配位剂的使用寿命,解配出的半成品纯度较高,收率较高,减少危废产生,提高产品品质。
为实现上述技术目的,达到上述技术效果,本发明通过以下技术方案实现:一种采用混合配位剂解配三甲基镓的方法,包括以下步骤:
步骤一,将三辛胺和MBDA两种配位剂分别导入反应釜中,加热使两者互相熔融,得到三辛胺和MBDA的混合配位剂;
步骤二,将三甲基镓和醚类溶剂的配合物加入到充满惰性气体的解配釜中,加入步骤一得到的三辛胺和MBDA的混合配位剂,混合配位剂、三甲基镓和醚类的配合物之间产生置换反应,获得配位剂和三甲基镓的配合物,然后将置换反应形成的醚类溶剂蒸发并冷凝回收;
步骤三,将步骤二得到的解配釜中的配位剂和三甲基镓的配合物进行解配,解配后,配位剂留在解配釜中,三甲基镓以气态形式蒸出,然后通过冷凝回收。
优选的,步骤一中,三辛胺和MBDA两种配位剂的投料比按照质量比为1:0.5~2。
优选的,所述惰性气体为氮气、氩气或氦气。
优选的,所述醚类溶剂为乙醚、四氢呋喃或甲基四氢呋喃中的一种。
优选的,步骤二中,将置换反应形成的醚类溶剂蒸出的温度为30℃~80℃。
优选的,步骤三中,将配位剂和三甲基镓的配合物进行解配的温度为140℃~175℃,真空度为2kpa~50kpa。
本发明的有益效果是:本发明采用了对三辛胺和MBDA进行加热熔融,制成混合配位剂,然后利用混合配位剂进行置换反应后,再进行解配,并通过设计合理的解配温度,可以提高单位配合量,减少三辛胺的使用量,延长配位剂的使用寿命,解配出的半成品纯度较高,收率较高,减少危废产生,提高产品品质。
具体实施方式
下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述,以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解,从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
一种采用混合配位剂解配三甲基镓的方法,包括以下步骤:
步骤一,将三辛胺和MBDA两种配位剂分别导入反应釜中,加热使两者互相熔融,得到三辛胺和MBDA的混合配位剂;
步骤二,将三甲基镓和醚类溶剂的配合物加入到充满惰性气体的解配釜中,加入步骤一得到的三辛胺和MBDA的混合配位剂,混合配位剂、三甲基镓和醚类的配合物之间产生置换反应,获得配位剂和三甲基镓的配合物,然后将置换反应形成的醚类溶剂蒸发并冷凝回收;
步骤三,将步骤二得到的解配釜中的配位剂和三甲基镓的配合物进行解配,解配后,配位剂留在解配釜中,三甲基镓以气态形式蒸出,然后通过冷凝回收;
步骤一中,三辛胺和MBDA两种配位剂的投料比按照质量比为1:0.5~2。
其中,上述解配方法中,所述惰性气体为氮气、氩气或氦气。
步骤二中,将置换反应形成的醚类溶剂蒸出的温度为30℃~80℃。
步骤三中,将配位剂和三甲基镓的配合物进行解配的温度为140℃~175℃,真空度为2kpa~50kpa。
上述解配方法中,在步骤三之后,还包括回收配位剂的步骤,具体为:在步骤三之后,通过蒸馏使留在解配釜中的配位剂蒸发,然后再通过冷凝回收。
实施例1
一种采用混合配位剂解配三甲基镓的方法,包括以下步骤:
步骤一,将300g的三辛胺和600g的MBDA两种配位剂分别导入反应釜中,加热使两者互相熔融,得到三辛胺和MBDA的混合配位剂;
步骤二,将800g的三甲基镓和乙醚的配合物加入到充满氮气的解配釜中,加入步骤一得到的三辛胺和MBDA的混合配位剂,混合配位剂、三甲基镓和醚类的配合物之间产生置换反应,获得配位剂和三甲基镓的配合物,然后在50℃的温度条件下将置换反应形成的乙醚蒸发并冷凝回收;
步骤三,将步骤二得到的解配釜中的配位剂和三甲基镓的配合物进行解配,解配温度为140℃,真空度为2kpa,解配后,配位剂留在解配釜中,三甲基镓以气态形式蒸出,然后通过冷凝回收,得到500g的三甲基镓;三甲基镓的收率为90%,纯度为99.9999%。
实施例2
一种采用混合配位剂解配三甲基镓的方法,包括以下步骤:
步骤一,将800g的三辛胺和400g的MBDA两种配位剂分别导入反应釜中,加热使两者互相熔融,得到三辛胺和MBDA的混合配位剂;
步骤二,将1000g的三甲基镓和乙醚的配合物加入到充满氮气的解配釜中,加入步骤一得到的三辛胺和MBDA的混合配位剂,混合配位剂、三甲基镓和醚类的配合物之间产生置换反应,获得配位剂和三甲基镓的配合物,然后在50℃的温度条件下将置换反应形成的乙醚蒸发并冷凝回收;
步骤三,将步骤二得到的解配釜中的配位剂和三甲基镓的配合物进行解配,解配温度为160℃,真空度为10kpa,解配后,配位剂留在解配釜中,三甲基镓以气态形式蒸出,然后通过冷凝回收,得到700g的三甲基镓;三甲基镓的收率为93%,纯度为99.9999%。
实施例3
一种采用混合配位剂解配三甲基镓的方法,包括以下步骤:
步骤一,将500g的三辛胺和600g的MBDA两种配位剂分别导入反应釜中,加热使两者互相熔融,得到三辛胺和MBDA的混合配位剂;
步骤二,将1100g的三甲基镓和乙醚的配合物加入到充满氮气的解配釜中,加入步骤一得到的三辛胺和MBDA的混合配位剂,混合配位剂、三甲基镓和醚类的配合物之间产生置换反应,获得配位剂和三甲基镓的配合物,然后在50℃的温度条件下将置换反应形成的乙醚蒸发并冷凝回收;
步骤三,将步骤二得到的解配釜中的配位剂和三甲基镓的配合物进行解配,解配温度为175℃,真空度为40kpa,解配后,配位剂留在解配釜中,三甲基镓以气态形式蒸出,然后通过冷凝回收,得到750g的三甲基镓;三甲基镓的收率为92%,纯度为99.9999%。
根据以上实施例1-3,该采用混合配位剂解配三甲基镓的方法可以提高单位配合量,减少三辛胺的使用量,解配出的半成品纯度较高,收率较高,减少危废产生,提高产品品质。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (6)
1.一种采用混合配位剂解配三甲基镓的方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一,将三辛胺和MBDA两种配位剂分别导入反应釜中,加热使两者互相熔融,得到三辛胺和MBDA的混合配位剂;
步骤二,将三甲基镓和醚类溶剂的配合物加入到充满惰性气体的解配釜中,加入步骤一得到的三辛胺和MBDA的混合配位剂,混合配位剂、三甲基镓和醚类的配合物之间产生置换反应,获得配位剂和三甲基镓的配合物,然后将置换反应形成的醚类溶剂蒸发并冷凝回收;
步骤三,将步骤二得到的解配釜中的配位剂和三甲基镓的配合物进行解配,解配后,配位剂留在解配釜中,三甲基镓以气态形式蒸出,然后通过冷凝回收。
2.根据权利要求1所述的一种采用混合配位剂解配三甲基镓的方法,其特征在于,步骤一中,三辛胺和MBDA两种配位剂的投料比按照质量比为1:0.5~2。
3.根据权利要求1所述的一种采用混合配位剂解配三甲基镓的方法,其特征在于:所述惰性气体为氮气、氩气或氦气。
4.根据权利要求1所述的一种采用混合配位剂解配三甲基镓的方法,其特征在于:所述醚类溶剂为乙醚、四氢呋喃或甲基四氢呋喃中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种采用混合配位剂解配三甲基镓的方法,其特征在于:步骤二中,将置换反应形成的醚类溶剂蒸出的温度为30℃~80℃。
6.根据权利要求1所述的一种采用混合配位剂解配三甲基镓的方法,其特征在于:步骤三中,将配位剂和三甲基镓的配合物进行解配的温度为140℃~175℃,真空度为2kpa~50kpa。
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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