KR20200070487A - Method for preparing a boron selective adsorption resin for use in the production of ultra pure water - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a method for producing a boron selective adsorption resin used in the production of ultrapure water. More particularly, the present invention relates to a method for producing a boron selective adsorption resin, wherein the boron selective adsorption resin is washed with alcohol and treated with alkali metal hydroxide, so that total organic carbon (TOC) elution is low, and a resistivity value of ultrapure water and boron removal efficiency can be improved.

Description

초순수의 제조에 사용되는 붕소 선택 흡착 수지의 제조 방법{Method for preparing a boron selective adsorption resin for use in the production of ultra pure water}Method for preparing a boron selective adsorption resin for use in the production of ultra pure water}

본 발명은 초순수의 제조에 사용되는 붕소 선택 흡착 수지의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 붕소 선택 흡착 수지를 알코올로 세척한 후, 알칼리 금속 수산화물로 처리함으로써, 총유기탄소(TOC) 용출이 적고, 초순수의 비저항값 및 붕소 제거 효율을 향상시킬 수 있는 붕소 선택 흡착 수지를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a boron-selective adsorption resin used in the production of ultrapure water, and more specifically, after washing the boron-selective adsorption resin with alcohol and treating it with an alkali metal hydroxide, elution of total organic carbon (TOC) It relates to a method for producing a boron-selective adsorption resin which can improve the specific resistance value of ultra-pure water and boron removal efficiency.

반도체 제조 분야에서는 종래부터 반도체 소자의 고집적도화에 수반해, 제조 공정에서 이용되는 생산 기계나 가스, 약품 등과 함께 순수도 대폭적인 고순도화가 요구되었으며, 초순수(경우에 따라 극도 순수라고도 칭해진다) 등의 매우 고순도의 용수가 요구되고 있다. 이러한 용수의 고순도화에 대한 요구는 향후에도 한층 높아질 것으로 보이며, 이러한 과정에서 지금까지는 주목 받지 않았던 미립자, 콜로이드형 물질 같은 초미량의 불순물이 새로운 제거 대상물질로서 주목 되고 있으며, 그러한 물질의 하나로서 붕소를 들 수 있다.In the field of semiconductor manufacturing, along with the high integration of semiconductor devices, high purity has been required for the purity of the product along with production machinery, gas, and chemicals used in the manufacturing process, and ultrapure water (sometimes referred to as ultra pure water) is used. Very high purity water is required. The demand for high purity of this water is expected to increase further in the future, and in this process, very small amounts of impurities such as particulates and colloidal substances, which have not been noticed so far, are attracting attention as new target materials for removal, and boron is one of those materials. Can be mentioned.

붕소는 미량 측정이 어려운 원소로서, 이온 또는 비이온성 물질의 제거를 위해 다양한 장치를 사용하여 제조되어 있는 초순수 중에 붕소가 포함되어 있는지 분명치 않아 종래에는 초순수의 수질 평가 항목으로서 주목되지 않았다. 그러나 측정 기술의 발달에 따라 최근에는 ppt 레벨로 불순물의 존재를 검출할 수 있게 된 결과, 이용하는 원수의 수질이나 초순수 등 제조 장치의 구성에 따라서는 제조된 초순수 중에 붕소가 포함되어 있는 것이 분명해졌다.Boron is an element that is difficult to measure in a very small amount, and it is not clear whether boron is contained in ultrapure water manufactured using various devices for removing ionic or nonionic substances, and thus has not been noted as an evaluation item of water quality in ultrapure water. However, as the measurement technology has been developed, it has recently been possible to detect the presence of impurities at the ppt level. As a result, it has become clear that boron is contained in the manufactured ultrapure water depending on the structure of the manufacturing apparatus such as water quality or ultrapure water.

또한, 이러한 붕소가 초순수 중에 상당량 포함된 채로 사용되는 경우, 예를 들면 반도체 소자 제조 과정의 세척수로서 장기간에 걸쳐 사용될 경우를 생각하면, 붕소가 웨이퍼 표면에 고농도로 부착되어, 결과적으로 상기 반도체 소자의 특성을 훼손할 우려를 무시할 수 없게 되는 문제가 발생하였다. In addition, when such boron is used while being contained in a significant amount in ultrapure water, for example, considering the case where it is used over a long period of time as a washing water in a semiconductor device manufacturing process, boron adheres at a high concentration to the wafer surface, resulting in the semiconductor device A problem has arisen that the fear of impairing characteristics cannot be ignored.

이 때문에, 초순수에서 붕소를 제거하는 것이 매우 중요하게 인식됨에 따라 역삼투막을 이용하는 붕소의 제거 방법이나 붕소 선택 흡착 수지를 이용하는 붕소의 제거 방법 등이 검토되고 있다. 붕산 이온은 복수의 하이드록실기를 가지는 다가 알코올, 당류, 셀룰로오스 등과 선택적으로 결합하여 붕산 착체를 형성한다. 당류의 일종인 만니톨을 이용해 붕산 이온과의 착체 형성 반응을 이용한 붕소의 정량법이 있고, 덱스트란 겔을 모재로 한 다당 고분자가 붕소를 흡착하는 것도 알려져 있다. 다가 알코올을 도입한 붕소 선택 흡착 수지로서 예를 들면 글루카민 구조를 결합한 스티렌과 디비닐 벤젠의 공중합체가 시판되어 있다. 이러한 붕소 선택 흡착 수지를 이용하여 초순수를 처리하면, 붕소 선택 흡착 수지에서 유기체 탄소가 용출한다. 반도체용 실리콘 기판 세척 등에 이용되는 초순수는 붕소 농도가 10 ng/리터(ppt) 이하, 비저항 18 MΩ·cm 이상의 수질이 요구된다. 미량 붕소 제거용 붕소 선택 흡착 수지를 1차 순수 장치 또는 서브시스템에 결합함으로써, 붕소 농도를 감소시킬 수 있지만, 유기체 탄소가 1μg/리터(ppb) 이상 용출되며 용출한 유기체 탄소는 서브시스템에서는 제거되지 않기 때문에 말단의 초순수 비저항이 저하하는 문제가 있다. 일본 특허공개공보 특개평8-238478호에는 초순수 제조 장치에 결합되어서 사용되는 붕소 선택성 이온 교환 수지로부터 TOC 용출량을 감소시키는 방법으로서, 붕소 선택 흡착 수지를 유리 염기형으로 조정하고 강염기성 교환기를 염형으로 조정해 이용하는 방법이 개시되어 있다. 그러나 이 방법으로는 붕소 선택 흡착 수지를 수산화나트륨 수용액과 접촉시킨 후, 탄산수소나트륨 수용액 등과 접촉시키기 때문에, 붕소 선택 흡착 수지의 조정을 2 단계에서 수행하여 처리가 복잡하게 되고, 폐액의 발생량도 많아지는 문제가 있다. For this reason, as it is recognized that removing boron from ultrapure water is very important, a method of removing boron using a reverse osmosis membrane or a method of removing boron using a boron selective adsorption resin has been studied. The boric acid ion selectively combines polyhydric alcohol, sugars, cellulose, and the like having a plurality of hydroxyl groups to form a boric acid complex. There is a quantitative method of boron using a complex formation reaction with boric acid ions using mannitol, a kind of saccharide, and it is also known that a polysaccharide polymer based on dextran gel adsorbs boron. As a boron-selective adsorption resin incorporating polyhydric alcohols, for example, copolymers of styrene and divinyl benzene combined with a glucamine structure are commercially available. When ultrapure water is treated using such a boron selective adsorption resin, organic carbon elutes from the boron selective adsorption resin. Ultrapure water used for cleaning semiconductor substrates for semiconductors requires a boron concentration of 10 ng/liter (ppt) or less and a specific resistance of 18 MΩ·cm or higher. By combining the boron-selective adsorption resin for removal of trace boron to the primary pure water device or subsystem, the boron concentration can be reduced, but the organic carbon is eluted by 1 μg/liter (ppb) or more, and the eluted organic carbon is not removed from the subsystem. Since it does not, there is a problem that the resistivity of the ultrapure water at the end decreases. Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 8-238478 discloses a method of reducing TOC elution from boron-selective ion-exchange resins used in combination with ultrapure water production equipment, adjusting the boron-selective adsorption resins to the free base type, and the strong basic exchanger to the salt type. A method of coordination and use is disclosed. However, in this method, since the boron-selective adsorption resin is contacted with an aqueous sodium hydroxide solution and then contacted with an aqueous sodium hydrogencarbonate solution, the adjustment of the boron-selective adsorption resin is carried out in two stages, resulting in complicated processing and a large amount of waste solution. There is a losing problem.

일본 특허공개공보 특개평 13-17866호 에서는 붕소 선택성 이온 교환 수지로부터의 TOC 용출량을 감소시키는 방법으로서, 붕소 선택 흡착 수지를 컬럼법으로 고온에서 저농도의 알칼리 금속 수산화물 수용액 및 초순수를 하향류로 통수하는 방법이 개시되어 있다. 그러나 이 방법으로는 붕소 선택성 이온교환 수지의 TOC 용출량을 감소 시키는 효과가 높지 않고, 비저항 하락 문제가 발생하며, 또한 고온에서 컬럼법으로 진행하기 때문에 안정상의 문제가 있다.In Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 13-17866, as a method of reducing TOC elution amount from boron-selective ion exchange resin, a boron-selective adsorption resin is used as a column method to pass low-concentration alkali metal hydroxide aqueous solution and ultrapure water downwardly at high temperature. Methods are disclosed. However, in this method, the effect of reducing the TOC elution amount of the boron-selective ion-exchange resin is not high, a problem of a decrease in specific resistance occurs, and there is a problem in stability because the method proceeds by a column method at high temperature.

이 때문에, 보다 간단한 처리에 의해 붕소 선택 흡착 수지로부터의 총 유기 탄소(TOC) 용출량을 감소시키고, 비저항이 높으며, 붕소 제거 효율이 높은 제조 방법이 요구되고 있었다.For this reason, there has been a demand for a manufacturing method that reduces total organic carbon (TOC) elution from the boron selective adsorption resin by a simpler treatment, has a high specific resistance, and has a high boron removal efficiency.

본 발명의 목적은, 붕소 선택 흡착 수지를 알코올로 세척한 후, 알칼리 금속 수산화물로 처리함으로써, 총유기탄소(TOC) 용출이 적고, 초순수의 비저항값 및 붕소 제거 효율을 향상시킬 수 있는 붕소 선택 흡착 수지를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention, after washing the boron-selective adsorption resin with alcohol, treatment with an alkali metal hydroxide, the total organic carbon (TOC) elution is small, the specific resistance of ultrapure water and boron selective adsorption that can improve the removal efficiency of boron It is to provide a method for producing a resin.

상기한 기술적 과제를 해결하고자 본 발명은, (1) 붕소 선택 흡착 수지를 제공하는 단계; (2) 제공된 붕소 선택 흡착 수지를 알코올로 세척하는 단계; 및 (3) 알코올로 세척된 붕소 선택 흡착 수지를 알칼리 금속 수산화물로처리하는 단계;를 포함하는, 붕소 선택 흡착 수지의 제조방법을 제공한다.The present invention to solve the above technical problem, (1) providing a boron selective adsorption resin; (2) washing the provided boron selective adsorption resin with alcohol; And (3) treating the boron-selective adsorption resin washed with alcohol with an alkali metal hydroxide; provides a method for producing a boron-selective adsorption resin comprising a.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 본 발명의 방법에 따라 제조된 붕소 선택 흡착 수지를 사용하여 제조된 초순수가 제공된다.According to another aspect of the present invention, ultrapure water prepared using a boron selective adsorption resin prepared according to the method of the present invention is provided.

본 발명의 방법에 따라 제조된 붕소 선택 흡착 수지는 총유기탄소(TOC) 용출이 적고, 이를 사용하여 제조된 초순수의 비저항값 및 붕소 제거 효율이 우수하여, 일반적인 방법으로 제조된 붕소 선택 흡착 수지와 비교하여 월등히 우수한 효과를 나타낸다.Boron selective adsorption resin prepared according to the method of the present invention has a low total organic carbon (TOC) elution, excellent resistivity and boron removal efficiency of ultrapure water produced using the same, and boron selective adsorption resin prepared by a general method. Compared, it shows an excellent effect.

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명의 붕소 선택 흡착 수지의 제조방법은, (1) 붕소 선택 흡착 수지를 제공하는 단계; (2) 제공된 붕소 선택 흡착 수지를 알코올로 세척하는 단계; 및 (3) 알코올로 세척된 붕소 선택 흡착 수지를 알칼리 금속 수산화물로 처리하는 단계;를 포함한다. The method for producing a boron selective adsorption resin of the present invention comprises the steps of (1) providing a boron selective adsorption resin; (2) washing the provided boron selective adsorption resin with alcohol; And (3) treating the boron selective adsorption resin washed with alcohol with an alkali metal hydroxide.

본 발명 방법에 의해 제조된 붕소 선택 흡착 수지는 총유기탄소(TOC) 용출이 1μg/리터 (ppb) 이하이고, 비저항이 18 MΩ·cm 이상이며, 붕소 농도가 10 ng/리터(ppt) 이하인 초순수를 안정적으로 제조할 수 있으며, 상기 초순수는 반도체 제조용 초순수로서 이용할 수 있다The boron-selective adsorption resin prepared by the method of the present invention has ultra-pure water having a total organic carbon (TOC) elution of 1 μg/liter (ppb) or less, a specific resistance of 18 MΩ·cm or more, and a boron concentration of 10 ng/liter (ppt) or less. Can be stably manufactured, and the ultrapure water can be used as ultrapure water for semiconductor manufacturing.

본 발명의 붕소 선택 흡착 수지의 제조방법은 (1) 붕소 선택 흡착 수지를 제공하는 단계를 포함한다. 본 발명에서 제공된 붕소 선택 흡착 수지는 특별히 한정하지 않으나, 다음의 단계를 포함하는 방법에 의해 제공될 수 있다:The method for producing a boron selective adsorption resin of the present invention includes (1) providing a boron selective adsorption resin. The boron selective adsorption resin provided in the present invention is not particularly limited, but may be provided by a method including the following steps:

(a) 글리시딜메타크릴레이트; 3 관능 이상의 다관능 비닐모노머 및 중합 개시제를 유기 용매에 용해시켜 혼합물을 제조하는 단계; (a) glycidyl methacrylate; Dissolving a trifunctional or higher polyfunctional vinyl monomer and a polymerization initiator in an organic solvent to prepare a mixture;

(b) 제조된 혼합물을 수중에 분산시켜 현탁 중합법에 의해 다공성 폴리머 입자를 제조하는 단계; 및(b) dispersing the prepared mixture in water to prepare porous polymer particles by suspension polymerization; And

(c) 제조된 다공성 폴리머 입자와, 분자 중에 적어도 1개의 아미노기와 2개 이상의 수산기를 갖는 화합물을 반응시켜, 상기 폴리머 입자에 킬레이트 형성성 기를 도입하는 단계.(c) reacting the prepared porous polymer particles with a compound having at least one amino group and two or more hydroxyl groups in the molecule to introduce a chelating group into the polymer particles.

상기 단계 (a)에서, 상기 혼합물은 예를 들면, 글리시딜메타크릴레이트60 내지 95질량부, 3 관능 이상의 다관능 비닐모노머 5 내지 40질량부(단, 글리시딜메타크릴레이트과 3 관능 이상의 다관능 비닐모노머의 합계량은 100 질량부이다), 중합 개시제 0.05 내지 5 질량부를 포함할 수 있다.In step (a), the mixture is, for example, 60 to 95 parts by mass of glycidyl methacrylate, 5 to 40 parts by mass of polyfunctional vinyl monomer having at least 3 functionalities (however, at least 3 functionalities with glycidyl methacrylate) The total amount of the polyfunctional vinyl monomer is 100 parts by mass), and may include 0.05 to 5 parts by mass of the polymerization initiator.

상기 3관능 이상의 다관능 비닐모노머는 1 분자 중에 3개 이상의 (메타)아크릴로일기 또는 3개 이상의 알릴기를 가지는 것일 수 있으며, 1 분자 중에 3개 이상의(메타) 아크릴로일기를 가지는 것으로서는, 예를 들면 트리메티롤프로판 트리(메타)아크릴레이트, 트리스(2-하이드록시에틸) 이소시아누레이트 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메타)아크릴레이트, 트리메티롤프로판 EO부가 트리(메타)아크릴레이트, 글리세린 PO부가 트리(메타)아크릴레이트, 트리스(메타)아크릴로일옥시에틸 포스페이트, 우레탄(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 얻어지는 입자 강도를 위해 디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트, 트리스(2-하이드록시에틸) 이소시아누레이트 트리(메타)아크릴레이트가 바람직하다.The trifunctional or higher polyfunctional vinyl monomer may have three or more (meth)acryloyl groups or three or more allyl groups in one molecule, and three or more (meth) acryloyl groups in one molecule, eg For example, trimethyrolpropane tri(meth)acrylate, tris(2-hydroxyethyl) isocyanurate tri(meth)acrylate, pentaerythritol tri(meth)acrylate, trimethyrolpropane EO addition tri( Meta)acrylate, glycerin PO addition tri(meth)acrylate, tris(meth)acryloyloxyethyl phosphate, urethane(meth)acrylate, pentaerythritol tetra(meth)acrylate, dipentaerythritol tetra(meth) )Acrylate, dipentaerythritol penta(meth)acrylate, dipentaerythritol hexa(meth)acrylate, and the like. Among these, dipentaerythritol hexa(meth)acrylate and tris(2-hydroxyethyl) isocyanurate tri(meth)acrylate are preferable for the obtained particle strength.

또한, 1 분자 중에 3개 이상의 알릴기를 가지는 것으로서는 예를 들면 트리알릴 시아누레이트, 트리알릴 이소시아누레이트 등도 사용할 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. Further, as having three or more allyl groups in one molecule, for example, triallyl cyanurate, triallyl isocyanurate, and the like can be used, and these may be used alone or in mixtures of two or more.

상기 중합 개시제로는 과산화물계나 아조비스계 등을 사용할 수 있다. 과산화물계로는 예를 들면, 과산화벤조일, 과산화라우로일, 과산화옥타노일, 오르토 클로로 과산화벤조일, 오르토 메톡시 과산화벤조일, 메틸 에틸 케톤퍼옥사이드, 디이소프로필 퍼옥시 디카보네이트, 쿠멘히드로퍼옥시드, 시클로헥사논 퍼옥사이드, t-부틸 하이드로퍼옥사이드, 디이소프로필벤젠 하이드로퍼옥사이드 등을 들 수 있다. 아조비스계로서는 2,2'-아조비스 이소부티로니트릴, 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴), 2,2'-아조비스(2-메틸부티로니트릴), 2,2'-아조비스(2,3,3-트리메틸 부티로니트릴), 2,2'-아조비스(2-이소프로필 부티로니트릴), 1,1'-아조비스(사이클로헥산-1-카르보니트릴), 2,2'-아조비스(4-메톡시-2,4-디메틸발레로니트릴),2-(카르바모일 아조)이소부티로니트릴, 디메틸-2,2'-아조비스 이소부틸레이트 등을 들 수 있다. 이들 중합 개시제는 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. As the polymerization initiator, peroxide-based, azobis-based, or the like can be used. Examples of the peroxide system include benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, octanoyl peroxide, orthochlorobenzoyl peroxide, orthomethoxy benzoyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, diisopropyl peroxy dicarbonate, cumene hydroperoxide, and cyclo And hexanone peroxide, t-butyl hydroperoxide, and diisopropylbenzene hydroperoxide. As the azobis type, 2,2'-azobis isobutyronitrile, 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2'-azobis (2-methylbutyronitrile), 2,2'-azobis (2,3,3-trimethyl butyronitrile), 2,2'-azobis (2-isopropyl butyronitrile), 1,1'-azobis (cyclohexane-1- Carbonitrile), 2,2'-azobis(4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), 2-(carbamoyl azo)isobutyronitrile, dimethyl-2,2'-azobis iso And butylate. These polymerization initiators may be used alone or in combination of two or more.

상기 유기 용매는 다공질화제로서 이용되며, 상기 글리시딜메타크릴레이트 및 3 관능 이상의 다관능 비닐 모노머에 대한 양용매로서, 생성하는 다공질 폴리머 입자에 대해 빈용매인 경우 특별히 제한하지 않고 사용할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들면, n-헥산, n-헵탄, n-옥탄 및 그 이성질체 등의 지방족 탄화수소계 유기 용매; n-부탄올, n-헥사놀, 2-에틸 헥사놀, n-옥탄올 및 그 이성질체 등의 비수용성 알코올계 용매; 초산에틸, 초산부틸 등의 에스테르계 유기 용매; 벤젠, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소계 유기 용매 등을 들 수 있다. 이들의 유기 용매는 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. The organic solvent is used as a porous agent, and as a good solvent for the glycidyl methacrylate and a polyfunctional vinyl monomer having three or more functionalities, it can be used without particular limitation when it is a poor solvent for the resulting porous polymer particles. Specifically, for example, aliphatic hydrocarbon-based organic solvents such as n-hexane, n-heptane, n-octane and isomers thereof; non-aqueous alcohol-based solvents such as n-butanol, n-hexanol, 2-ethyl hexanol, n-octanol and isomers thereof; Ester organic solvents such as ethyl acetate and butyl acetate; And aromatic hydrocarbon-based organic solvents such as benzene, toluene, and xylene. These organic solvents may be used alone or in combination of two or more.

상기 단계 (b)에서는 상기 단계 (a)에서 제조된 혼합물을 수중에 분산시켜 현탁 중합법에 의해 다공성 폴리머 입자를 제조할 수 있다.In step (b), the mixture prepared in step (a) can be dispersed in water to prepare porous polymer particles by suspension polymerization.

현탁 중합은 수계의 현탁 중합법이며, 공지 방법으로 실시할 수 있다. 예를 들면, 우선 반응조에 물과 분산 안정제를 넣어 교반하여 수중에 분산 안정제를 분산 또는 용해시킨다. 이어서 글리시딜메타크릴레이트, 3 관능 이상의 다관능 비닐모노머 및 유기용매를 포함한 용액 및 중합 개시제를 첨가하여 원하는 입자 지름에 분산시킨 후, 반응 온도로 승온하고 중합을 시작한다. 이 때, 반응 온도는40~80℃일 수 있다. 중합 반응이 종료된 후, 감압 증류 조작을 함으로써 유기 용매를 제거해 반응물을 취출해, 생성한 중합체 입자를 여과에 의해 분리하고 중합체 입자 세척에 의해 분산 안정제를 제거한 후, 건조하여 다공질 폴리머 입자를 얻을 수 있다. Suspension polymerization is an aqueous suspension polymerization method and can be carried out by a known method. For example, first, water and a dispersion stabilizer are added to the reaction tank and stirred to disperse or dissolve the dispersion stabilizer in water. Subsequently, a solution containing a glycidyl methacrylate, a polyfunctional vinyl monomer having a trifunctional or higher functionality, and an organic solvent and a polymerization initiator are added and dispersed to a desired particle diameter, then heated to a reaction temperature and polymerization is started. At this time, the reaction temperature may be 40 ~ 80 ℃. After the polymerization reaction is completed, the organic solvent is removed by distillation under reduced pressure, the reaction product is taken out, the produced polymer particles are separated by filtration, the dispersion stabilizer is removed by washing the polymer particles, and dried to obtain porous polymer particles. have.

상기 단계 (c)에서는 상기 단계 (b)에서 제조된 다공성 폴리머 입자와, 분자 중에 적어도 1개의 아미노기와 2개 이상의 수산기를 갖는 화합물을 반응시켜, 상기 폴리머 입자에 킬레이트 형성성 기를 도입할 수 있다. In step (c), a chelate-forming group may be introduced into the polymer particle by reacting the porous polymer particle prepared in step (b) with a compound having at least one amino group and two or more hydroxyl groups in the molecule.

본 발명에서 사용되는 1개의 아미노기와 2개 이상의 수산기를 가지는 화합물로서는 N-메틸-D-글루카민, 2-아미노-2-(하이드록시메틸)-1,3-프로판디올, 2-아미노-2-메틸-1,3-프로판디올, 2-아미노-1,3-프로판디올, 3-아미노-1,2-프로판디올, 3-디메틸아미노-1,2-프로판디올, 3-디에틸 아미노-1,2-프로판디올 등을 들 수 있다. 이들 중에서 높은 붕소 흡착 기능을 가지는 관점에서 특히 N-메틸-D-글루카민, 2-아미노-2-(하이드록시메틸)-1,3-프로판디올이 바람직하다.As a compound having one amino group and two or more hydroxyl groups used in the present invention, N-methyl-D-glucamine, 2-amino-2-(hydroxymethyl)-1,3-propanediol, 2-amino-2 -Methyl-1,3-propanediol, 2-amino-1,3-propanediol, 3-amino-1,2-propanediol, 3-dimethylamino-1,2-propanediol, 3-diethyl amino- 1,2-propanediol; and the like. Among them, N-methyl-D-glucamine, 2-amino-2-(hydroxymethyl)-1,3-propanediol is particularly preferable from the viewpoint of having a high boron adsorption function.

본 발명의 붕소 선택 흡착 수지의 제조방법은, (2) 제공된 붕소 선택 흡착 수지를 알코올로 세척하는 단계를 포함한다. 상기 붕소 선택 흡착 수지는 전술한 방법에 의해 제공될 수 있다. The method for producing a boron selective adsorption resin of the present invention includes (2) washing the provided boron selective adsorption resin with alcohol. The boron selective adsorption resin may be provided by the above-described method.

단계 (2)에서 사용하는 알코올은, 화학식 R1-OH(R1은 탄소수 1 내지 8의 지방족 알킬기)로 나타내는 알코올일 수 있으며, 구체적으로는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 펜탄올, 헥산올, 헵탄올, 옥탄올 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나일 수 있다.The alcohol used in step (2) may be an alcohol represented by the formula R1-OH (R1 is an aliphatic alkyl group having 1 to 8 carbon atoms), specifically methanol, ethanol, propanol, butanol, pentanol, hexanol, heptane It may be any one selected from the group consisting of all, octanol, or a combination thereof.

단계 (2)에서 사용하는 알코올은, 알코올 함량이 50 내지 100중량%, 예를 들면, 60 내지 90중량%, 또는 70 내지 85중량%인 알코올 수용액을 사용하여, 50℃ 이상, 예를 들면, 55℃ 이상, 60℃ 이상 또는 70℃ 이상의 온도에서 붕소 선택 흡착 수지를 세척할 수 있다. 알코올의 함량이 50 중량% 미만인 경우 붕소 선택 흡착 수지의 총유기탄소(TOC) 용출이 저감되지 않을 수 있다. The alcohol used in step (2) is 50 to 100°C or more, for example, by using an alcohol aqueous solution having an alcohol content of 50 to 100% by weight, for example, 60 to 90% by weight, or 70 to 85% by weight, for example, The boron selective adsorption resin may be washed at a temperature of 55°C or higher, 60°C or higher, or 70°C or higher. When the content of alcohol is less than 50% by weight, total organic carbon (TOC) elution of the boron selective adsorption resin may not be reduced.

상기 알코올 수용액의 알코올 함량의 하한은 예를 들면, 50 중량% 이상, 55 중량% 이상, 60 중량% 이상, 65 중량% 이상, 70 중량% 이상 또는 75 중량% 이상일 수 있고, 상한은 100 중량% 이하, 95 중량% 이하, 90 중량% 이하 또는 85 중량% 이하일 수 있다. The lower limit of the alcohol content of the aqueous alcohol solution may be, for example, 50% or more, 55% or more, 60% or more, 65% or more, 70% or more, or 75% or more, and the upper limit is 100% by weight. Hereinafter, it may be 95% by weight or less, 90% by weight or less, or 85% by weight or less.

상기 단계 (2)에서 붕소 선택 흡착 수지를 알코올로 세척하는 방법, 즉, 붕소 선택 흡착 수지를 알코올 수용액과 접촉하켜 가열시키는 방법으로 특별한 제한은 없지만, 배치법과 컬럼법 모두를 이용할 수 있으며, 붕소 선택 흡착 수지를 배치식으로 붕소 선택 흡착 수지를 알코올류와 접촉하여 가열시키는 것이 바람직하다. In step (2), there is no particular limitation on the method of washing the boron-selective adsorption resin with alcohol, that is, the method of heating by contacting the boron-selective adsorption resin with an aqueous alcohol solution, but both the batch method and the column method can be used. It is preferable that the adsorbent resin is heated by contacting the boron-selective adsorbent resin with alcohols in a batch mode.

본 발명의 붕소 선택 흡착 수지의 제조방법은, (3) 알코올로 세척된 붕소 선택 흡착 수지를 알칼리 금속 수산화물로 처리하는 단계를 포함한다.The method for producing a boron selective adsorption resin of the present invention includes (3) treating the boron selective adsorption resin washed with alcohol with an alkali metal hydroxide.

상기 단계 (3)에서 사용되는 알칼리 금속 수산화물은, 수산화 리튬, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화 루비듐, 수산화 세슘 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 수산화나트륨 수용액을 이용할 수 있다. The alkali metal hydroxide used in step (3) may be used selected from the group consisting of lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, rubidium hydroxide, cesium hydroxide, or a combination thereof, preferably using an aqueous sodium hydroxide solution Can be.

단계 (3)는 사용하는 알칼리 금속 수산화물은, 알칼리 금속 수산화물의 함량이 1 내지 10중량%, 예를 들면 2 내지 8 중량% 또는 3 내지 7 중량%인 알칼리 금속 수산화물 수용액을 사용할 수 있으며, 60℃ 이상의 온도, 예를 들면 70℃ 이상, 80℃ 이상 또는 90℃ 이상에서 반응이 수행될 수 있다. 알칼리 금속 수산화물 수용액 내의 알칼리 금속 수산화물의 함량이 1 중량% 미만인 경우 제조되는 붕소 선택 흡착 수지로부터 제조되는 초순수의 비저항값이 낮아지거나 붕소 제거 효율이 열악해질 수 있고, 10 중량%를 초과하는 경우 추가적인 향상 효과를 얻기 어렵다. In step (3), the alkali metal hydroxide to be used may be an alkali metal hydroxide aqueous solution having an alkali metal hydroxide content of 1 to 10% by weight, for example, 2 to 8% by weight or 3 to 7% by weight, and 60°C. The reaction may be performed at the above temperature, for example, 70°C or higher, 80°C or higher, or 90°C or higher. When the content of the alkali metal hydroxide in the aqueous alkali metal hydroxide solution is less than 1% by weight, the specific resistance value of ultrapure water produced from the boron-selective adsorption resin to be produced may be lowered or the boron removal efficiency may be poor, and if the content exceeds 10% by weight, further improvement It is difficult to obtain an effect.

상기 알칼리 금속 수산화물 수용액 내의 알칼리 금속 수산화물의 함량의 하한은 예를 들면, 1 중량% 이상, 2 중량% 이상, 3 중량% 이상, 4 중량% 이상, 또는 5 중량% 이상일 수 있고, 상한은 10 중량% 이하, 9 중량% 이하, 8 중량% 이하 또는 7 중량% 이하일 수 있다. The lower limit of the content of the alkali metal hydroxide in the aqueous alkali metal hydroxide solution may be, for example, 1 wt% or more, 2 wt% or more, 3 wt% or more, 4 wt% or more, or 5 wt% or more, and the upper limit is 10 wt% % Or less, 9% or less, 8% or less, or 7% or less.

본 발명 방법에 따라 제조된 붕소 선택 흡착 수지를 이용하는 세정은, 수질이 총유기탄소(TOC) 1ppb이하, 비저항 18.20 MΩ·cm 이상의 수질을 갖는 초순수를 SV=20h-1 정도로 5~15시간 세정할 수 있다.Washing using a boron-selective adsorption resin prepared according to the method of the present invention washes ultrapure water having a water quality of less than or equal to 1ppb of total organic carbon (TOC) and a resistivity of 18.20 MΩ·cm or more for 5 to 15 hours with SV=20h -1 Can be.

상기 단계 (3)에서 붕소 선택 흡착 수지를 알칼리 금속 수산화물로 처리하는 방법, 즉, 붕소 선택 흡착 수지를 알칼리 금속 수산화물 수용액과 접촉하여 가열시키는 방법으로 특별한 제한은 없으나, 배치법과 컬럼법 모두 이용할 수 있으며, 바람직하게는 붕소 선택 흡착 수지를 배치식으로 붕소 선택 흡착 수지를 금속 수산화물 수용액과 접촉하여 가열시킬 수 있다. In the step (3), the method for treating the boron-selective adsorption resin with an alkali metal hydroxide, that is, the method for heating the boron-selective adsorption resin in contact with an aqueous alkali metal hydroxide solution is not particularly limited, but both the batch method and the column method can be used. , Preferably, the boron selective adsorption resin can be heated by contacting the boron selective adsorption resin with a metal hydroxide aqueous solution in a batch manner.

본 발명의 방법에 의하면, 제공된 붕소 선택 흡착 수지를 알코올로 세척하고, 알코올로 세척된 붕소 선택 흡착 수지를 알칼리 금속 수산화물로 처리하는 간단한 조작에 의해 수지를 조정하여, 총유기탄소(TOC) 용출이 낮으며, 비저항값이 크고, 붕소 제거 효율이 높은 양호한 수질의 초순수를 제조할 수 있으며, 이러한 초순수는 반도체 제조 공정 등에서 적합하게 이용할 수 있다.According to the method of the present invention, the resin is adjusted by a simple operation of washing the provided boron-selective adsorption resin with alcohol and treating the boron-selective adsorption resin washed with alcohol with an alkali metal hydroxide, so that total organic carbon (TOC) elution is achieved. It is possible to produce ultrapure water of good water quality, which has a low specific resistance value and a high boron removal efficiency, and the ultrapure water can be suitably used in a semiconductor manufacturing process or the like.

따라서, 본 발명의 다른 측면에 의하면, 본 발명의 방법에 따라 제조된 붕소 선택 흡착 수지를 사용하여 제조된 초순수가 제공된다.Accordingly, according to another aspect of the present invention, ultrapure water prepared using a boron selective adsorption resin prepared according to the method of the present invention is provided.

상기 공정의 처리에 의해서 제조한 붕소 선택 흡착 수지를 이용하여 초순수를 처리하면, 처리 수중으로의 유기체 탄소의 용출량이 1μg/리터(ppb) 이하, 비저항 18 MΩ·cm 이상을 유지할 수 있고, 또한 처리수의 붕소 농도도 10 ng/리터(ppt) 이하일 수 있다. When ultrapure water is treated using a boron-selective adsorption resin prepared by the treatment of the above step, the elution amount of organic carbon in the treated water can be maintained at 1 μg/liter (ppb) or less, and resistivity of 18 MΩ·cm or more, and also treated The boron concentration in the water may also be 10 ng/liter (ppt) or less.

이하, 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 범위가 이들로 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail through Examples and Comparative Examples. However, the scope of the present invention is not limited to these.

[[ 실시예Example ]]

실시예Example 1 One

붕소 선택 흡착 수지의 제조: 단계 (1)Preparation of boron selective adsorption resin: step (1)

글리시딜메타크릴레이트 90중량%, 3 관능 이상의 다관능 비닐모노머로서 디펜타에리트리톨헥사 아크릴레이트 10 중량%, 중합 개시제로서 BPO 1중량%, 유기 용매로서 이소옥탄(Iso-octane) 40중량% 〔질량비:글리시딜메타크릴레이트/디펜타에리트리톨헥사 아크릴레이트(3 관능 이상의 다관능 비닐모노머)=90:10〕을 혼합하여 혼합물을 제조하였다. 이 혼합물을, 분산제인 폴리비닐알코올 0.2중량%를 포함한 수중으로 교반 하에 투입하고, 분산시켜 현탁 형태로 하였으며, 70℃에서 15시간 현탁 중합 반응을 하였다. 교반은 앵커 날개를 가지는 교반기를 사용하여 회전수 135 rpm에서 수행하였다. 90% by weight of glycidyl methacrylate, 10% by weight of dipentaerythritol hexaacrylate as a polyfunctional vinyl monomer having a tri- or higher functionality, 1% by weight of BPO as a polymerization initiator, and 40% by weight of iso-octane as an organic solvent [ A mixture was prepared by mixing mass ratio: glycidyl methacrylate/dipentaerythritol hexa acrylate (trifunctional or higher polyfunctional vinyl monomer) = 90:10]. This mixture was added under stirring in water containing 0.2% by weight of polyvinyl alcohol as a dispersing agent, dispersed to form a suspension, and subjected to suspension polymerization at 70°C for 15 hours. Stirring was performed at 135 rpm using a stirrer with an anchor blade.

반응 종료 후, 수지 현탁액을 감압 증류하여 이소옥탄을 제거한 후, 여과하고 물 세정을 반복하여 분산제를 제거하였으며, 세척 종료 후 40℃에서 건조하여 다공성 폴리머 입자를 얻었다. 얻어진 폴리머 입자는 평균 입자 지름이 350μm였다. After the reaction was completed, the resin suspension was distilled under reduced pressure to remove isooctane, followed by filtration and washing with water to remove the dispersant, and after washing, dried at 40°C to obtain porous polymer particles. The obtained polymer particles had an average particle diameter of 350 μm.

상기 다공질 폴리머 각 100ml를 플라스크에 투입하고, N-메틸-D-글루카민 150 g, N,N-디메틸포름아미드 1,500 g을 넣어 천천히 교반하면서, 60℃에서 8시간 유지하였다. 반응 종료 후, 얻어진 입자를 수세하여 N-메틸-D-글루카민 등을 제거하고, 세척 종료 후 40℃에서 건조하여, 교환용량이 0.7meq/ml인 이온교환수지 입자를 얻었다.100 ml of each of the porous polymers was added to a flask, and 150 g of N-methyl-D-glucamine and 1,500 g of N,N-dimethylformamide were added and stirred slowly and maintained at 60°C for 8 hours. After the reaction was completed, the obtained particles were washed with water to remove N-methyl-D-glucamine, etc., and dried at 40°C after washing to obtain ion-exchange resin particles having an exchange capacity of 0.7 meq/ml.

1차 Primary TOCTOC 제거를 위한 알코올 세척 단계: 단계 (2) Alcohol washing step for removal: step (2)

1L 반응기에 실시예 1에서 제조한 붕소 선택 흡착 수지 100ml를 넣고, 이후 메탄올 80중량% 수용액을 투입한 후, 온도를 70℃로 승온하였다. 3시간 동안 온도를 유지한 후, 상온까지 냉각하였다. 이후 메탄올 여액을 빼낸(drain) 후, 초순수 300ml를 반응기에 투입하고, 1시간 동안 교반하였다. 나머지 메탄올 여액을 빼낸 후, 300ml를 반응기에 투입하고, 1시간 동안 교반하였다. 100 ml of the boron selective adsorption resin prepared in Example 1 was added to a 1 L reactor, and then an 80% by weight aqueous solution of methanol was added, and the temperature was raised to 70°C. After maintaining the temperature for 3 hours, it was cooled to room temperature. After draining the methanol filtrate (drain), 300ml of ultrapure water was added to the reactor and stirred for 1 hour. After removing the remaining methanol filtrate, 300 ml was added to the reactor and stirred for 1 hour.

2차 Secondary TOCTOC 제거 및 Remove and 비저항값Specific resistance value 개선을 위한 알칼리 금속 수화물로 처리하는 단계: 단계 (3) Treatment with alkali metal hydrate for improvement: step (3)

1L 반응기에 실시예 1에서 1차 TOC 제거한 붕소 선택 흡착 수지 100ml를 넣고, 이후 농도 4중량%의 수산화나트륨 수용액을 투입한 후, 온도를 100℃로 승온하였다. 3시간 동안 온도를 유지한 후, 상온까지 냉각하였다. 이후 수산화나트륨 여액을 빼낸 후, 초순수 300ml를 반응기에 투입하고 1시간 동안 교반하였다. 나머지 수산화나트륨 여액을 빼낸 후, 300ml를 반응기에 투입하고 1시간 동안 교반하였다.In the 1L reactor, 100 ml of the boron-selective adsorption resin removed from the primary TOC in Example 1 was added, and then, an aqueous sodium hydroxide solution having a concentration of 4 wt% was added, and the temperature was raised to 100°C. After maintaining the temperature for 3 hours, it was cooled to room temperature. Thereafter, the sodium hydroxide filtrate was removed, and 300 ml of ultrapure water was added to the reactor and stirred for 1 hour. After removing the remaining sodium hydroxide filtrate, 300 ml was added to the reactor and stirred for 1 hour.

초순수 세정 방법Ultrapure water cleaning method

컬럼(L 500mm X D 20mm)에 1차 및 2차 TOC 제거한 붕소 선택 흡착 수지 100ml를 충진한 후, 총유기탄소(TOC) 1ppb이하, 비저항 18.20 MΩ·cm 이상의 초순수를 하향류, SV=20h-1로 10시간 통수 하였다.After filling the column (L 500mm XD 20mm) with 100ml of boron-selective adsorption resin with primary and secondary TOC removed, the ultrapure water with a total organic carbon (TOC) of 1ppb or less and a resistivity of 18.20 MΩ·cm or more is downstream, SV=20h -1 Was passed through for 10 hours.

비저항 및 Resistivity and 총유기탄소Total organic carbon (( TOCTOC ) 평가 방법) Assessment Methods

유기체 탄소 농도는 TOC분석기(Anatel)를 이용하고, 붕소 농도 측정은 Sievers Boron Analyzer를 이용하여 측정하였다. 컬럼(L 500mm X D 20mm)에 총유기탄소(TOC) 0.5 내지 1 ppb의 초순수를 하향류, SV=75 h-1로 1시간 통수하고, 컬럼에서 유출되는 처리수의 비저항 및 총유기탄소 ( TOC ) 측정하였다. Organic carbon concentration was measured using a TOC analyzer (Anatel), and boron concentration was measured using a Sievers Boron Analyzer. Ultra-pure water of 0.5 to 1 ppb of total organic carbon (TOC) was downwardly flowed to the column (L 500 mm XD 20 mm) for 1 hour at SV=75 h -1 , and the resistivity and total organic carbon ( TOC) of the treated water flowing out of the column ) Was measured.

붕소 흡착 평가 방법Boron adsorption evaluation method

컬럼(L 500mmXD 20mm)에 1차 및 2차 TOC 제거한 붕소 선택 흡착 수지 100ml를 충진한 후, 컬럼에 붕소 농도 500ppt를 SV=75 hr-1로 통액했다. 이 때, 컬럼에서 유출액의 붕소농도를 붕소 측정 장비(Sievers Boron Analyzer, 검출 한계 15ppt)를 실시간 측정하였다. After the column (L 500mmXD 20mm) was filled with 100 ml of boron-selective adsorption resin with primary and secondary TOC removed, 500 ppm of boron concentration was passed through the column at SV = 75 hr -1 . At this time, the boron concentration of the effluent from the column was measured in real time using a boron measurement equipment (Sievers Boron Analyzer, detection limit 15 ppt).

실시예Example 2 2

2차 TOC 제거 및 비저항값 개선을 위한 알칼리 금속 수화물로 처리하는 단계에 있어서 수산화나트륨 농도를 2 중량% 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 진행하였다. 그 후, 실시예 1과 동일한 방법으로 비저항 및 총유기탄소(유기물), 붕소 흡착평가를 체크하였다. In the step of treatment with alkali metal hydrate for removing the secondary TOC and improving the specific resistance value, the same procedure as in Example 1 was performed except that 2% by weight of sodium hydroxide was used. Then, the specific resistance and total organic carbon (organic) and boron adsorption evaluation were checked in the same manner as in Example 1.

실시예Example 3 3

2차 TOC 제거 및 비저항값 개선을 위한 알칼리 금속 수화물로 처리하는 단계에 있어서 수산화나트륨 농도를 6 중량% 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 진행하였다. 그 후, 실시예 1과 동일한 방법으로 비저항 및 총유기탄소(유기물), 붕소 흡착평가를 체크하였다. In the step of treatment with alkali metal hydrate for removing the secondary TOC and improving the specific resistance value, the procedure was carried out in the same manner as in Example 1, except that 6% by weight of sodium hydroxide was used. Then, the specific resistance and total organic carbon (organic) and boron adsorption evaluation were checked in the same manner as in Example 1.

실시예Example 4 4

2차 TOC 제거 및 비저항값 개선을 위한 알칼리 금속 수화물로 처리하는 단계에 있어서 수산화나트륨 농도를 8 중량% 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 진행하였다. 그 후, 실시예 1과 동일한 방법으로 비저항 및 총유기탄소(유기물), 붕소 흡착평가를 체크하였다. In the step of treatment with alkali metal hydrate for the removal of the secondary TOC and improvement of the specific resistance value, the procedure was carried out in the same manner as in Example 1, except that 8% by weight of sodium hydroxide was used. Then, the specific resistance and total organic carbon (organic) and boron adsorption evaluation were checked in the same manner as in Example 1.

비교예Comparative example 1 One

1차 TOC 제거를 위한 알코올 세척단계를 사용하지 않은 것을 제외하고, (상기 단계 (2)를 실시하지 않은 것을 제외하고) 상기 단계 실시예 1과 동일한 방법으로 진행하였다. 그 후, 실시예 1과 동일한 방법으로 비저항 및 총유기탄소(유기물), 붕소 흡착평가를 체크하였다. Except that the alcohol washing step for removing the primary TOC was not used, except that the step (2) was not performed, the same procedure as in Example 1 was performed. Then, the specific resistance and total organic carbon (organic) and boron adsorption evaluation were checked in the same manner as in Example 1.

비교예Comparative example 2 2

2차 TOC 제거 및 비저항값 개선을 위한 수산화나트륨 접촉 방법을 사용하지 않은 것을 제외하고 (상기 단계 (3)을 실시하지 않은 것을 제외하고), 실시예 1과 동일한 방법으로 진행하였다. 그 후, 실시예 1과 동일한 방법으로 비저항 및 총유기탄소(유기물), 붕소 흡착평가를 체크하였다. The procedure was performed in the same manner as in Example 1, except that the sodium hydroxide contact method for removing the second TOC and improving the specific resistance value was not used (except that step (3) was not performed). Then, the specific resistance and total organic carbon (organic) and boron adsorption evaluation were checked in the same manner as in Example 1.

비교예Comparative example 3 3

2차 TOC 제거 및 비저항값 개선을 위한 수산화나트륨 접촉 방법을 사용하지 않고(상기 단계 (3)을 실시하지 않고), 2차 TOC 제거 및 비저항값 개선을 위한 알칼리 금속 수화물로 처리하는 단계를 배치법이 아닌 컬럼법으로 다음과 같이 진행한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일 방법으로 비저항 및 총유기탄소(유기물), 붕소 흡착평가를 체크하였다. The method of batch treatment is performed without using the sodium hydroxide contact method for removing the secondary TOC and improving the specific resistance value (without performing step (3) above), and treating it with an alkali metal hydrate for removing the secondary TOC and improving the specific resistance value. The resistivity, total organic carbon (organic), and boron adsorption evaluations were checked in the same manner as in Example 1, except that the following procedure was performed as a non-column method.

1) 상온의 초순수를 상향류, LV=10 m hr-1로 30분간 통수해 역세, 2) 5분간 안정화하고, 이어서 3) 80℃의 초순수를 하향류, SV=5 hr-1로 30분간 통수하여 수지를 승온한 후, 4) 80℃의 2 중량%수산화나트륨 수용액을 하향류, SV=5hr-1로 120분간 통액해 붕소 선택 흡착 수지를 조정하였다. 이어서 5) 80℃의 초순수를 하향류, SV=5 hr-1로 60분간 통수해 압출을 하고, 또한 6) 80℃의 초순수를 하향류, SV=5 hr-1로 240분간 통수해 세척한 후, 7) 상온의 초순수를 하향류, SV=10 hr-로 60분간 통수해 붕소 선택 흡착 수지를 냉각하였다. 1) Ultra-pure water at room temperature flowed upwards, LV=10 m hr -1 for 30 minutes, backwashing, 2) stabilized for 5 minutes, and then 3) ultra-pure water at 80°C downstream, SV=5 hr -1 for 30 minutes After passing through and raising the temperature of the resin, 4) a 2 wt% aqueous sodium hydroxide solution at 80°C was passed through a downflow and SV = 5 hr -1 for 120 minutes to adjust the boron selective adsorption resin. Subsequently, 5) ultrapure water at 80°C was passed through 60 minutes downflow with SV=5 hr -1 , and 6) ultrapure water at 80°C was flowed downward and washed with SV=5 hr -1 for 240 minutes. Subsequently, 7) the ultrapure water at room temperature was passed down-flow and SV=10 hr- for 60 minutes to cool the boron selective adsorption resin.

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 4의 경우, 실시예 1은 본 발명의 붕소 선택 흡착 수지 제조 방법을 통해 1차 TOC 제거를 위해 알코올 세척하고, 2차 TOC 제거 및 비저항값 개선을 위해 알칼리 금속 수화물로 처리하여 최종 초순수 세정 방법을 수행하였으며, 그 결과 비저항 및 TOC가 1시간 이내 각각 18.20㏁.㎝ 이상, 1.0 ppb 이하를 나타내었고, 붕소 흡착평가 역시 1시간 이내 15ppt이하였다.As shown in Table 1, in the case of Examples 1 to 4 according to the present invention, Example 1 is alcohol washed for removing the primary TOC through the boron selective adsorption resin manufacturing method of the present invention, and the secondary TOC is removed and In order to improve the specific resistance value, a final ultrapure water washing method was performed by treating with alkali metal hydrate, and as a result, the specific resistance and TOC were 18.20 18.cm or more and 1.0 ppb or less respectively within 1 hour, and the boron adsorption evaluation was also 15 ppt within 1 hour. Or less.

실시예 2, 3 및 4의 경우, 2차 TOC 제거 및 비저항값 개선을 위한 알칼리 금속 수화물 로 처리함에 있어서 수산화나트륨의 농도가 2~8 중량%로 변화함에 따라 비저항이 18.15~18.20 ㏁.㎝ 이상의 높은 비저항을 나타냄을 알 수 있었다. In the case of Examples 2, 3 and 4, the specific resistance is 18.15 to 18.20 ㏁.cm or more as the concentration of sodium hydroxide changes to 2 to 8% by weight in the treatment with alkali metal hydrate for the removal of secondary TOC and improvement of the specific resistance value. It was found that it exhibited high specific resistance.

한편, 비교예 1의 경우, 1차 TOC 제거를 위한 알코올 세척을 수행하지 않아, TOC가 1시간 이내 30ppb 용출을 보여 TOC 제거 효과가 낮으며, 붕소 흡착능에 있어서도 20ppt를 나타내어 붕소 흡착이 실시예에 비해 열악함을 알 수 있다. 비교예 2의 경우, 2차 TOC 제거 및 비저항값 개선을 위한 알칼리 금속 수화물로 처리하는 단계를 수행하지 않아, TOC가 1시간 이내 20ppb 용출을 보여 TOC 제거 효과가 낮으며, 비저항 역시 17.00㏁.㎝ 으로 낮은 값을 보이고, 붕소 흡착능에 있어서도 50ppt로 붕소 제거능이 낮음을 알 수 있었다. 비교예 3의 경우, 1차 TOC 제거를 위한 알코올 세척 단계를 수행하지 않고, 2차 TOC 제거 및 비저항값 개선을 위한 알칼리 금속 수화물 처리 단계를 배치법이 아닌 컬럼법으로 진행한 결과, TOC가 1시간 이내 15ppb 용출을 보여 TOC 제거 효과가 낮으며, 붕소 흡착능에 있어서도 30ppt로 붕소 제거능이 낮은 것을 알 수 있었다.On the other hand, in the case of Comparative Example 1, the primary TOC is not alcohol-cleaned for removal, and the TOC shows a 30 ppb elution within 1 hour, so the effect of removing TOC is low, and the adsorption capacity of boron is 20 ppt. Compared to the poor. In the case of Comparative Example 2, the second TOC removal and the treatment with alkali metal hydrate for improving the specific resistance value were not performed, and the TOC showed an elution of 20 ppb within 1 hour, so the TOC removal effect was low, and the specific resistance was also 17.00㏁.㎝ As a result, it showed a low value, and it was found that the boron removal ability was low at 50 ppt in the adsorption capacity of boron. In the case of Comparative Example 3, without performing the alcohol washing step for removing the primary TOC, the secondary TOC removal and alkali metal hydrate treatment for improving the specific resistance value were carried out by a column method instead of a batch method, and the TOC was 1 hour. Within 15ppb elution, the TOC removal effect was low, and it was found that the boron removal ability was low at 30 ppt in the adsorption capacity of boron.

따라서, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 4에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 방법에 따라 제조된 붕소 선택 흡착 수지는 총유기탄소(TOC) 용출이 적고, 이를 사용하여 제조된 초순수의 비저항값 및 붕소 제거 효율이 우수하여, 일반적인 방법으로 제조된 붕소 선택 흡착 수지와 비교하여 월등히 우수한 효과를 나타냄을 알 수 있었다.Therefore, as can be seen from Examples 1 to 4 according to the present invention, the boron-selective adsorption resin prepared according to the method of the present invention has less total organic carbon (TOC) elution, and the resistivity of ultrapure water produced using the same And it was found that the boron removal efficiency is excellent, it shows a significantly superior effect compared to the boron selective adsorption resin prepared by a general method.

Claims (9)

(1) 붕소 선택 흡착 수지를 제공하는 단계;
(2) 제공된 붕소 선택 흡착 수지를 알코올로 세척하는 단계; 및
(3) 알코올로 세척된 붕소 선택 흡착 수지를 알칼리 금속 수산화물로 처리하는 단계;
를 포함하는, 붕소 선택 흡착 수지의 제조방법.
(1) providing a boron selective adsorption resin;
(2) washing the provided boron selective adsorption resin with alcohol; And
(3) treating the boron selective adsorption resin washed with alcohol with an alkali metal hydroxide;
Method for producing a boron-selective adsorption resin comprising a.
제1항에 있어서, 알코올은 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 펜탄올, 헥산올, 헵탄올, 옥탄올 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나인, 붕소 선택 흡착 수지의 제조방법.The method of claim 1, wherein the alcohol is any one selected from the group consisting of methanol, ethanol, propanol, butanol, pentanol, hexanol, heptanol, octanol, or combinations thereof. 제1항에 있어서, 단계 (2)에서 알코올 함량이 50 내지 100중량%인 알코올 수용액을 사용하여, 50℃ 이상의 온도에서 붕소 선택 흡착 수지를 세척하는, 붕소 선택 흡착 수지의 제조방법.The method according to claim 1, wherein the boron selective adsorption resin is washed at a temperature of 50° C. or higher by using an aqueous alcohol solution having an alcohol content of 50 to 100% by weight in step (2). 제1항에 있어서, 알칼리 금속 수산화물은, 수산화 리튬, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화 루비듐, 수산화 세슘 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 수용액인, 붕소 선택 흡착 수지의 제조방법.The method of claim 1, wherein the alkali metal hydroxide is any one aqueous solution selected from the group consisting of lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, rubidium hydroxide, cesium hydroxide, or a combination thereof. 제1항에 있어서, 단계 (3)는 알칼리 금속 수산화물의 함량이 1 내지 10중량%인 알칼리 금속 수산화물 수용액을 사용하여, 60℃ 이상의 온도에서 처리하는, 붕소 선택 흡착 수지의 제조방법.According to claim 1, Step (3) is a method for producing a boron-selective adsorption resin, which is treated at a temperature of 60° C. or higher using an alkali metal hydroxide aqueous solution having an alkali metal hydroxide content of 1 to 10% by weight. 제1항에 있어서, 상기 단계 (1)은 다음의 단계를 포함하는 방법에 의해 붕소 선택 흡착 수지를 제공하는, 붕소 선택 흡착 수지의 제조방법:
(a) 글리시딜메타크릴레이트; 3 관능 이상의 다관능 비닐모노머 및 중합 개시제를 유기 용매에 용해시켜 혼합물을 제조하는 단계;
(b) 제조된 혼합물을 수중에 분산시켜 현탁 중합법에 의해 다공성 폴리머 입자를 제조하는 단계; 및
(c) 제조된 다공성 폴리머 입자와, 분자 중에 적어도 1개의 아미노기와 2개 이상의 수산기를 갖는 화합물을 반응시켜, 상기 폴리머 입자에 킬레이트 형성성 기를 도입하는 단계.
The method of claim 1, wherein the step (1) provides a boron selective adsorption resin by a method comprising the following steps:
(a) glycidyl methacrylate; Preparing a mixture by dissolving a trifunctional or higher polyfunctional vinyl monomer and a polymerization initiator in an organic solvent;
(b) dispersing the prepared mixture in water to prepare porous polymer particles by suspension polymerization; And
(c) reacting the prepared porous polymer particle with a compound having at least one amino group and two or more hydroxyl groups in the molecule to introduce a chelating group into the polymer particle.
제6항에 있어서, 상기 1개의 아미노기와 2개 이상의 수산기를 갖는 화합물은, N-메틸-D-글루카민, 2-아미노-2-(하이드록시메틸)-1,3-프로판디올, 2-아미노-2-메틸-1,3-프로판디올, 2-아미노-1,3-프로판디올, 3-아미노-1,2-프로판디올, 3-디메틸아미노-1,2-프로판디올, 3-디에틸 아미노-1,2-프로판디올 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인, 붕소 선택 흡착 수지의 제조방법.The compound according to claim 6, wherein the compound having one amino group and two or more hydroxyl groups is N-methyl-D-glucamine, 2-amino-2-(hydroxymethyl)-1,3-propanediol, 2- Amino-2-methyl-1,3-propanediol, 2-amino-1,3-propanediol, 3-amino-1,2-propanediol, 3-dimethylamino-1,2-propanediol, 3-di A method for producing a boron selective adsorption resin, which is selected from the group consisting of ethyl amino-1,2-propanediol or a combination thereof. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 방법에 따라 제조된 붕소 선택 흡착 수지를 사용하여 제조된 초순수.Ultrapure water prepared using a boron selective adsorption resin prepared according to the method of claim 1. 제8항에 있어서, 총유기탄소(TOC)가 1μg/리터 (ppb) 이하이고, 비저항이 18 MΩ·cm 이상이며, 붕소 농도가 10 ng/리터(ppt) 이하인, 초순수.The ultrapure water according to claim 8, wherein the total organic carbon (TOC) is 1 μg/liter (ppb) or less, the specific resistance is 18 MΩ·cm or more, and the boron concentration is 10 ng/liter (ppt) or less.
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