CN115541740A - 双叔丁基氨基硅烷中氯离子的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种双叔丁基氨基硅烷中氯离子的检测方法，包括如下步骤：将双叔丁基氨基硅烷样品进行水解处理，得到水解产物；采用碱溶液对水解产物进行溶解处理，得到溶解液；对溶解液进行稀释定容处理，得到稀释液；对稀释液进行超声萃取，并对萃取液进行过滤，得到待测滤液；采用离子色谱检测法对待测滤液进行氯离子检测，得到双叔丁基氨基硅烷样品中的氯离子浓度。利用本发明能够解决目前现有技术中，缺少一种能够精确检测双叔丁基氨基硅烷中氯离子的方法，以解决目前氯离子测定易造成检测设备堵塞损坏、回收率差、准确性重现性低等问题。

Description

双叔丁基氨基硅烷中氯离子的检测方法

技术领域

本发明涉及离子检测技术领域，更为具体地，涉及一种双叔丁基氨基硅烷中氯离子的检测方法。

背景技术

双叔丁基氨基硅烷(BTBAS)是一种用于在较低温度下沉积氮化硅和氧化硅薄膜的硅源前驱体，该材料主要优点是在ALD工艺中有较高的薄膜生长速率，且沉积薄膜具有较低的残余应力和良好保形性。在氮化硅薄膜生长过程中，以NH₃作为氮源，由于BTBAS-NH₃氮化硅化学沉积含有微量残余氯，避免了大量NH₄ CL(氯化铵)的形成，氯化铵是导致氮化硅薄膜缺陷的主要来源，挥发性的氯化铵和其他氯副产品可能导致颗粒和雾膜的生成，他们还能沉积在反应器排气管道中，这些沉积物可能引起晶片和泵的损坏。氨基硅烷中微量氯离子的准确检测尤其重要，需要开发一种科学高效的氯离子检测方法。

对此，张宁雯等人离子色谱法测定了硅氧烷中微量氯离子，在(离子色谱法测定硅氧烷中微量氯离子杭州师范大学学报(自然科学版))中提到了硅氧烷样品使用纯水磁力搅拌萃取，萃取液经高速离心分离和纯化后进行离子色谱分析。样品中氯离子的定量限为0.012μg/g－1，加标回收率在94.3％～112.2％之间，样品测试的相对偏差为3.7％。

刘军等人提出了氧弹燃烧-离子色谱法测定卤素方法的条件优化，在(氧弹燃烧-离子色谱法测定卤素方法的条件优化化学工程与装备)中提到采用正交实验法优化了氧弹燃烧-离子色谱法检测塑料中卤素分析条件。获得最佳条件为:吸收液为水，体积为10mL，充氧压力至少为1MPa、燃烧静置时间为30min。结果显示：氯、溴标准溶液在0.5mg/L～10mg/L范围内线性关系良好，相关系数达到0.995以上，方法检出限小于30mg/kg。采用龙昌智能技术研究院研制的编号为RMH002的标准品进行精密度和准确度验证，氯、溴含量回收率均在96.5％至101.6％之间，相对标准偏差RSD(n＝5)小于5％。

但是，上述提出的氯离子检测的前处理方法并不适用于双(叔丁基氨基)硅烷中的氯离子检测，由于双(叔丁基氨基)硅烷遇水剧烈反应生成白色二氧化硅的胺盐类物质，因此不适合使用超纯水萃取测定氯离子，过滤后引入离子色谱分析易堵塞进样系统，回收率较低。双(叔丁基氨基)硅烷使用氧弹燃烧后易生成二氧化硅附着于氧弹燃烧装置，不易清洗，回收率、重现性较差。

综上，目前缺少一种能够精确检测双叔丁基氨基硅烷中氯离子的前处理方法，以解决前述现有技术中存在的氯离子测定造成检测设备堵塞损坏、回收率差、准确性重现性不高等问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种双叔丁基氨基硅烷中氯离子的检测方法，以解决目前现有技术中，缺少一种能够精确检测双叔丁基氨基硅烷中氯离子的方法，以解决目前氯离子测定易造成检测设备堵塞损坏、回收率差、准确性重现性不高等问题。

本发明提供一种双叔丁基氨基硅烷中氯离子的检测方法，包括如下步骤：

将双叔丁基氨基硅烷样品进行水解处理，得到水解产物；

采用碱溶液对所述水解产物进行溶解处理，得到溶解液；

对所述溶解液进行稀释定容处理，得到稀释液；

对所述稀释液进行超声萃取，并对萃取液进行过滤，得到待测滤液；

采用离子色谱检测法对所述待测滤液进行氯离子检测，得到所述双叔丁基氨基硅烷样品中的氯离子浓度。

此外，优选的方案是，所述将双叔丁基氨基硅烷样品进行水解处理，得到水解产物包括：

向1-3mL体积的所述双叔丁基氨基硅烷样品中加入0.5-2mL体积的超纯水，进行水解反应；

水解反应15-20min后，得到水解产物。

此外，优选的方案是，所述碱溶液为NaOH溶液。

此外，优选的方案是，所述采用碱溶液对所述水解产物进行溶解处理，得到溶解液包括：

向所述水解产物中加入浓度为100g/L的NaOH溶液2mL进行溶解；

所述溶解进行20-30min后，得到溶解液。

此外，优选的方案是，所述浓度为100g/L的NaOH溶液的制备方法为：

采用18MΩ·cm超纯水对基准试剂NaOH进行稀释，使基准试剂NaOH被稀释至100g/L的浓度，得到浓度为100g/L的NaOH溶液。

此外，优选的方案是，在所述对所述溶解液进行稀释定容处理，得到稀释液的过程中，

采用超纯水对所述溶解液进行稀释定容至30-40mL，得到稀释液。

此外，优选的方案是，在所述对所述稀释液进行超声萃取，并对萃取液进行过滤，得到待测滤液的过程中，

对所述稀释液的超声萃取时间为至少5min。

此外，优选的方案是，在所述对所述稀释液进行超声萃取，并对萃取液进行过滤，得到待测滤液的过程中，

采用四氟棒将所述萃取液搅拌均匀后，采用过滤器对所述萃取液进行过滤处理，得到待测滤液。

此外，优选的方案是，所述过滤器为10mL注射器0.22μm针式过滤器。

此外，优选的方案是，在所述采用离子色谱检测法对所述待测滤液进行氯离子检测，得到所述双叔丁基氨基硅烷样品中的氯离子浓度的过程中，

淋洗液为3.2mMol Na₂CO₃·1.0mMol NaHCO₃；

分离柱为Metrosep A supp5 150/4.0阴离子色谱柱；

标准曲线浓度点为0.01μg/g，0.05μg/g，0.2μg/g，0.5μg/g，1μg/g。

从上面的技术方案可知，本发明提供的双叔丁基氨基硅烷中氯离子的检测方法，通过对双叔丁基氨基硅烷样品进行水解、碱溶、稀释定容以及超声萃取和过滤等处理，将样品中氯离子完全转移至待测滤液即无机溶剂中，使提取效率更高；与现有的氯离子检测的前处理方法相比，本发明所得到的待测滤液的有机物含量低、颗粒物少，更适合离子色谱仪检测，基体效应低，降低了仪器维护成本；与传统氯离子检测方法中的手动滴定法、电位滴定法和库伦法等相比较，本发明采用的离子色谱检测法优化了淋洗液浓度、流速，使分析稳定、准确、回收率高、检出限低、重现性好。

为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为根据本发明实施例的双叔丁基氨基硅烷中氯离子的检测方法的流程图。

具体实施方式

在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。

针对前述提出的目前现有技术中，缺少一种能够精确检测双叔丁基氨基硅烷中氯离子的方法，以解决目前氯离子测定易造成检测设备堵塞损坏、回收率差、准确性重现性不高等问题，提出了一种双叔丁基氨基硅烷中氯离子的检测方法。

以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。

为了说明本发明提供的双叔丁基氨基硅烷中氯离子的检测方法及保护方法，图1示出了根据本发明实施例的双叔丁基氨基硅烷中氯离子的检测方法的流程。

如图1所示，本发明提供的双叔丁基氨基硅烷中氯离子的检测方法，包括如下步骤：

S1、将双叔丁基氨基硅烷样品进行水解处理，得到水解产物。

作为本发明的一个优选实施例，将双叔丁基氨基硅烷样品进行水解处理，得到水解产物包括：

向1-3mL体积的双叔丁基氨基硅烷样品中加入0.5-2mL体积的超纯水，进行水解反应；

水解反应15-20min后，得到水解产物。

在水解反应过程中，使双叔丁基氨基硅烷样品完全反应停止作为为终点，一般时间为15-20min，得到水解产物。

S2、采用碱溶液对水解产物进行溶解处理，得到溶解液。

作为本发明的一个优选实施例，碱溶液为NaOH溶液。

作为本发明的一个优选实施例，采用碱溶液对水解产物进行溶解处理，得到溶解液包括：

向水解产物中加入浓度为100g/L的NaOH溶液2mL进行溶解；

溶解进行20-30min后，得到溶解液。

作为本发明的一个优选实施例，浓度为100g/L的NaOH溶液的制备方法为：采用18MΩ·cm超纯水对基准试剂NaOH进行稀释，使基准试剂NaOH被稀释至100g/L的浓度，得到浓度为100g/L的NaOH溶液。

采用碱溶液对水解产物进行溶解处理时，使水解产物消解完全后，得到溶解液，一般时间为20-30min。

S3、对溶解液进行稀释定容处理，得到稀释液。

作为本发明的一个优选实施例，在对溶解液进行稀释定容处理，得到稀释液的过程中，

采用超纯水对溶解液进行稀释定容至30-40mL，得到稀释液。

S4、对稀释液进行超声萃取，并对萃取液进行过滤，得到待测滤液。

作为本发明的一个优选实施例，在对稀释液进行超声萃取，并对萃取液进行过滤，得到待测滤液的过程中，

对稀释液的超声萃取时间为至少5min。

作为本发明的一个优选实施例，在对稀释液进行超声萃取，并对萃取液进行过滤，得到待测滤液的过程中，

采用四氟棒将萃取液搅拌均匀后，采用过滤器对萃取液进行过滤处理，得到待测滤液。

作为本发明的一个优选实施例，过滤器为10mL注射器0.22μm针式过滤器。

具体的，使用10mL注射器移取超声上层清液，经过0.22μm针式过滤器过滤，收集澄清滤液，作为待测滤液。

S5、采用离子色谱检测法对待测滤液进行氯离子检测，得到双叔丁基氨基硅烷样品中的氯离子浓度。

作为本发明的一个优选实施例，在采用离子色谱检测法对待测滤液进行氯离子检测，得到双叔丁基氨基硅烷样品中的氯离子浓度的过程中，

淋洗液为3.2mMol Na₂CO₃·1.0mMol NaHCO₃；

分离柱为Metrosep A supp5 150/4.0阴离子色谱柱；

标准曲线浓度点为0.01μg/g，0.05μg/g，0.2μg/g，0.5μg/g，1μg/g；

淋洗液流速为0.7mL/min。

为了对本发明提供的双叔丁基氨基硅烷中氯离子的检测方法的技术效果进一步进行解释说明，提供如下具体实施方式。

实施例1

水解：使用1000μL量程干燥移液器移取1000μL双叔丁基氨基硅烷样品加入经干燥的聚四氟乙烯坩埚中，加入0.5mL18MΩ·cm超纯水，静置15min，反应完全，生成白色水解物。

碱溶：移取2mL100g/L NaOH溶液加入聚四氟乙烯坩埚中，摇晃至水解物反应完全，静置10min，使用超纯水稀释定容至40mL。

超声萃取：将聚四氟乙烯坩埚放入超声波仪中超声5min，使氯离子均匀分布于超声溶液中。

过滤：使用经超纯水洗净的10mL注射器和0.22μm滤头过滤超声萃取液，收集滤液使用离子色谱仪分析。空白步骤相同。

建立离子色谱标准曲线，使用超纯水稀释氯离子标准溶液，标准浓度点为0.01μg/g，0.05μg/g，0.2μg/g，0.5μg/g，1μg/g，线性系数大于0.9990，离子色谱仪(IC-861,瑞士万通)，用于测定低浓度阴离子含量，本实施例使用的离子色谱仪器工作参数如表1所示：

表1

将同一批次的双叔丁基氨基硅烷样品应用本实施例中所述氯离子检测方法平行测定7次，精密度实验结果如表2所示。

表2

分别移取1mL双叔丁基氨基硅烷至3个聚四氟乙烯坩埚中，其中1#不加标液，2#、3#坩埚加入0.5mL 100μg/mL的氯离子标准溶液,其他处理步骤如本实施例的前述步骤，计算氯离子的加标回收率，如表3所示。

表3

由信噪比法计算氯离子仪器检出限为：0.01μg/g，方法过程稀释倍数为40，方法检出限为0.40μg/g。

以上实验数据证明，本发明的提供的方法检出限低、精密度好、回收率高，适合离子色谱仪器进样，无基体干扰，准确度高，适合双叔丁基氨基硅烷中氯离子的分析要求。

通过上述具体实施方式可看出，本发明提供的双叔丁基氨基硅烷中氯离子的检测方法，通过对双叔丁基氨基硅烷样品进行水解、碱溶、稀释定容以及超声萃取和过滤等处理，将样品中氯离子完全转移至待测滤液即无机溶剂中，使提取效率更高；与现有的氯离子检测的前处理方法相比，本发明所得到的待测滤液的有机物含量低、颗粒物少，更适合离子色谱仪检测，基体效应低，降低了仪器维护成本；与传统氯离子检测方法中的手动滴定法、电位滴定法和库伦法等相比较，本发明采用的离子色谱检测法优化了淋洗液浓度、流速，使分析稳定、准确、回收率高、检出限低、重现性好。

如上参照附图以示例的方式描述了根据本发明提出的双叔丁基氨基硅烷中氯离子的检测方法。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的双叔丁基氨基硅烷中氯离子的检测方法，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims (10)

1.一种双叔丁基氨基硅烷中氯离子的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

将双叔丁基氨基硅烷样品进行水解处理，得到水解产物；

采用碱溶液对所述水解产物进行溶解处理，得到溶解液；

对所述溶解液进行稀释定容处理，得到稀释液；

对所述稀释液进行超声萃取，并对萃取液进行过滤，得到待测滤液；

采用离子色谱检测法对所述待测滤液进行氯离子检测，得到所述双叔丁基氨基硅烷样品中的氯离子浓度。

2.根据权利要求1所述的双叔丁基氨基硅烷中氯离子的检测方法，其特征在于，所述将双叔丁基氨基硅烷样品进行水解处理，得到水解产物包括：

向1-3mL体积的所述双叔丁基氨基硅烷样品中加入0.5-2mL体积的超纯水，进行水解反应；

水解反应15-20min后，得到水解产物。

3.根据权利要求2所述的双叔丁基氨基硅烷中氯离子的检测方法，其特征在于，所述碱溶液为NaOH溶液。

4.根据权利要求3所述的双叔丁基氨基硅烷中氯离子的检测方法，其特征在于，所述采用碱溶液对所述水解产物进行溶解处理，得到溶解液包括：

向所述水解产物中加入浓度为100g/L的NaOH溶液2mL进行溶解；

所述溶解进行20-30min后，得到溶解液。

5.根据权利要求4所述的双叔丁基氨基硅烷中氯离子的检测方法，其特征在于，所述浓度为100g/L的NaOH溶液的制备方法为：

采用18MΩ·cm超纯水对基准试剂NaOH进行稀释，使基准试剂NaOH被稀释至100g/L的浓度，得到浓度为100g/L的NaOH溶液。

6.根据权利要求1所述的双叔丁基氨基硅烷中氯离子的检测方法，其特征在于，在所述对所述溶解液进行稀释定容处理，得到稀释液的过程中，

采用超纯水对所述溶解液进行稀释定容至30-40mL，得到稀释液。

7.根据权利要求1所述的双叔丁基氨基硅烷中氯离子的检测方法，其特征在于，在所述对所述稀释液进行超声萃取，并对萃取液进行过滤，得到待测滤液的过程中，

对所述稀释液的超声萃取时间为至少5min。

8.根据权利要求1所述的双叔丁基氨基硅烷中氯离子的检测方法，其特征在于，在所述对所述稀释液进行超声萃取，并对萃取液进行过滤，得到待测滤液的过程中，

采用四氟棒将所述萃取液搅拌均匀后，采用过滤器对所述萃取液进行过滤处理，得到待测滤液。

9.根据权利要求8所述的双叔丁基氨基硅烷中氯离子的检测方法，其特征在于，所述过滤器为10mL注射器0.22μm针式过滤器。

10.根据权利要求1所述的双叔丁基氨基硅烷中氯离子的检测方法，其特征在于，在所述采用离子色谱检测法对所述待测滤液进行氯离子检测，得到所述双叔丁基氨基硅烷样品中的氯离子浓度的过程中，

淋洗液为3.2mMol Na₂CO₃·1.0mMol NaHCO₃；

分离柱为Metrosep A supp5 150/4.0阴离子色谱柱；

标准曲线浓度点为0.01μg/g，0.05μg/g，0.2μg/g，0.5μg/g，1μg/g。

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