KR20220058728A - Method for processing a boron selective adsorption resin for use in the production of ultrapure water - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a processing method of a boron selective adsorption resin used for preparing ultrapure water, and more specifically, to a processing method of a boron selective adsorption resin which has low total organic carbon (TOC) elution, high resistivity, low resistivity reduction even during long-term storage, and excellent boron removal efficiency.

Description

초순수의 제조에 사용되는 붕소 선택 흡착 수지의 가공 방법{Method for processing a boron selective adsorption resin for use in the production of ultrapure water}Method for processing a boron selective adsorption resin for use in the production of ultrapure water

본 발명은 초순수의 제조에 사용되는 붕소 선택 흡착 수지의 가공 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 총유기탄소(TOC) 용출이 적고, 비저항값이 높으며, 장기 보관 시에도 비저항 감소율이 낮고, 붕소 제거 효율이 우수한 특성을 갖도록 가공하는 붕소 선택 흡착 수지의 가공 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of processing a boron selective adsorption resin used for the production of ultrapure water, and more specifically, to a low total organic carbon (TOC) elution, a high resistivity value, a low resistivity reduction rate even during long-term storage, and boron It relates to a processing method of a boron-selective adsorption resin that is processed to have excellent 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 주목받지 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, a significant increase in purity has been required along with production machinery, gases, and chemicals used in the manufacturing process. There is a demand for very high-purity water. The demand for high purity of water is expected to increase further in the future, and in this process, particles and colloidal substances that have not received much attention until now are attracting attention as new substances to be removed, such as ultra-trace impurities, such as boron. can be heard

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 trace amounts, and it is not clear whether boron is included in ultrapure water manufactured using various devices to remove ionic or non-ionic substances, so it has not been paid attention as an evaluation item for water quality of ultrapure water in the past. However, with the development of measurement technology, in recent years, as a result of being able to detect the presence of impurities at the ppt level, it has become clear that boron is included in the manufactured ultrapure water depending on the quality of the raw water used and the configuration of the manufacturing equipment, such as 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, when it is used as washing water in a semiconductor device manufacturing process for a long period of time, boron adheres to the wafer surface at a high concentration, resulting in damage to the semiconductor device. There was a problem that the fear of damaging the characteristics could not 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 모체로 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 시판의 붕소 선택 흡착 수지를 이용하여 초순수를 처리하면, 붕소 선택 흡착 수지에서 ppb (part per billion)~ppm(part per million) 수준의 유기체 탄소가 용출된다. 반도체용 실리콘 기판 세척 등에 이용되는 초순수는 붕소 농도가 10 ng/L (10 ppt) 이하, 비저항 18 MΩ·cm 이상의 수질이 요구된다. 미량의 붕소를 제거하기 위해 붕소 선택 흡착 수지를 1차 순수 장치 또는 서브시스템에 결합함으로써, 붕소 농도를 감소시킬 수 있지만, 유기체 탄소가 1 μg/L (1 ppb) 이상 용출되며 용출한 유기체 탄소는 서브시스템에서는 제거되지 않기 때문에 말단의 초순수 비저항이 저하되는 문제가 있다. 일본 특허공개공보 특개평 8-238478호 공보에는 초순수 제조 장치에 결합되어서 사용되는 붕소 선택성 이온 교환 수지로부터의 TOC 용출량을 감소시키는 방법으로서 붕소 선택 흡착 수지를 유리 염기형으로 조정하고 강염기성 교환기를 염형으로 조정해 이용하는 방법이 제안되어 있다. 그러나 이 방법으로는 붕소 선택 흡착 수지를 수산화나트륨 수용액과 접촉시킨 후, 탄산수소나트륨 수용액 등과 접촉시키기 때문에, 붕소 선택 흡착 수지의 조정을 2단계에서 수행하게 되어 처리가 복잡하고, 폐액의 발생량도 많아지는 문제가 있다.For this reason, as it is recognized that it is very important to remove boron from ultrapure water, a method for removing boron using a reverse osmosis membrane or a method for removing boron using a boron selective adsorption resin has been studied. The boric acid ion is selectively combined with a polyhydric alcohol having a plurality of hydroxyl groups, saccharides, cellulose, and the like to form a boric acid complex. There is a method for quantifying boron using a complex-forming reaction with borate ions using mannitol, a type of saccharide, and it is also known that a polysaccharide polymer using dextran gel as a parent adsorbs boron. As a boron selective adsorption resin into which a polyhydric alcohol is introduced, for example, a copolymer of styrene and divinylbenzene having a glucamine structure bonded thereto is commercially available. When ultrapure water is treated using such a commercially available boron selective adsorption resin, organic carbon at a level of ppb (part per billion) to ppm (part per million) is eluted from the boron selective adsorption resin. Ultrapure water used for cleaning silicon substrates for semiconductors is required to have a boron concentration of 10 ng/L (10 ppt) or less and a specific resistance of 18 MΩ·cm or more. By incorporating a boron selective adsorption resin into a primary pure water device or subsystem to remove trace boron, the boron concentration can be reduced, but the organic carbon eluted above 1 μg/L (1 ppb) and the eluted organic carbon is Since it is not removed in the subsystem, there is a problem in that the specific resistance of the ultrapure water at the end is lowered. Japanese Patent Laid-Open No. 8-238478 discloses, as a method of reducing the amount of TOC elution from a boron-selective ion exchange resin used in combination with an ultrapure water production apparatus, the boron-selective adsorption resin is adjusted to a free base type, and a strong basic exchanger is converted into a salt type. A method of adjusting and using it has been proposed. However, in this method, the boron selective adsorption resin is brought into contact with an aqueous solution of sodium hydroxide and then brought into contact with an aqueous solution of sodium bicarbonate, etc. There is a problem with losing.

일본 특허공개공보 특개평 13-017866호 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 제안되어 있다. 그러나 이 방법으로는 가공 후에도 TOC 용출의 원인이 되는 강염기 성분이 잔존하고 TOC용출 저감을 충분히 달성할 수 없다. 또한 고온에서 컬럼법으로 진행하면 기포 발생 방지를 위해 가압 하에서 통수를 진행해야 하기 때문에 안정상의 문제가 있다.In Japanese Patent Laid-Open Publication No. 13-017866, as a method of reducing the amount of TOC elution from a boron-selective ion exchange resin, a low-concentration aqueous alkali metal hydroxide solution and ultrapure water are passed downstream at a high temperature using a column method using a boron-selective adsorption resin. A method is proposed. However, in this method, the strong base component that causes TOC elution remains after processing, and the TOC elution reduction cannot be sufficiently achieved. In addition, if the column method is used at high temperature, there is a stability problem because water must be passed under pressure to prevent bubble generation.

일본 특허공개공보 특개평 19-313506호 에서는 붕소 선택 흡착 수지를 고온에서 저농도의 알칼리 금속 수산화물 수용액으로 처리하고 이후 물과 알코올 혼합 용매로 세척하는 것으로 세척 시간을 감소시키며 TOC 용출량을 감소시킨 붕소 선택 흡착 수지를 제조하는 방법이 제안되어 있다. 그러나 이 방법으로는 경시 변화에 따라 수지의 비저항이 하락하여 수지의 장기 안정성이 저하되는 문제가 있다.In Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 19-313506, a boron selective adsorption resin is treated with a low-concentration aqueous alkali metal hydroxide solution at a high temperature and then washed with water and alcohol mixed solvent to reduce washing time and reduce TOC elution. A method for preparing a resin has been proposed. However, this method has a problem in that the long-term stability of the resin is lowered because the specific resistance of the resin is lowered according to the change with time.

이 때문에, 보다 간단한 처리에 의해 붕소 선택 흡착 수지로부터의 총 유기 탄소(TOC) 용출량을 감소시키고, 비저항이 높으며, 장기 보관 시에도 비저항이 하락하지 않으며, 붕소 제거 효율이 높은 제조 방법이 요구되고 있었다 For this reason, a manufacturing method that reduces the total organic carbon (TOC) elution from the boron selective adsorption resin by simpler treatment, has a high specific resistance, does not decrease the specific resistance even during long-term storage, and has high boron removal efficiency was required.

본 발명의 목적은, 총유기탄소(TOC) 용출이 적고, 비저항값이 높으며, 장기 보관 시에도 비저항 감소율이 낮고, 붕소 제거 효율이 우수한 특성을 갖도록 가공하는 붕소 선택 흡착 수지의 가공 방법을 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide a method of processing a boron-selective adsorption resin that is processed to have low total organic carbon (TOC) elution, high specific resistance, low resistivity reduction rate even during long-term storage, and excellent boron removal efficiency. will be.

상기한 기술적 과제를 해결하고자 본 발명은, (a) 관능기로 아미노폴리올기를 갖는 붕소 선택 흡착 수지를 알코올류 수용액 중에서 가열 처리하는 단계; (b) 상기 알코올류 수용액으로 가열 처리한 붕소 선택 흡착 수지를 배치식으로 알칼리 금속 수산화물 수용액을 접촉시키고, 초순수로 세척하는 과정을 복수 회로 반복하는 단계; (c) 상기 단계 (b)에서 처리된 붕소 선택 흡착 수지를 초순수 중에서 가열 처리하는 단계; 및 (d) 붕소 선택 흡착 수지를 컬럼에서 알칼리 금속 수산화물 수용액으로 통수시키고 초순수로 세정하는 단계를 포함하는, 붕소 선택 흡착 수지의 가공 방법을 제공한다. In order to solve the above technical problem, the present invention provides a method comprising: (a) heat-treating a boron-selective adsorption resin having an aminopolyol group as a functional group in an aqueous alcohol solution; (b) repeating the process of contacting the boron selective adsorption resin heat-treated with the aqueous alcohol solution into an aqueous alkali metal hydroxide solution in a batch manner, and washing with ultrapure water a plurality of times; (c) heat-treating the boron selective adsorption resin treated in step (b) in ultrapure water; and (d) passing the boron selective adsorption resin through the column with an aqueous alkali metal hydroxide solution and washing with ultrapure water.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 본 발명의 방법에 따라 가공된 붕소 선택 흡착 수지가 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a boron selective adsorption resin processed according to the method of the present invention.

본 발명의 방법에 따라 가공된 붕소 선택 흡착 수지는 총유기탄소(TOC) 용출이 적고, 비저항값이 높으며, 장기 보관 시에도 비저항 감소율이 낮고, 붕소 제거 효율이 우수한 특성을 가지므로, 일반적인 방법으로 제조된 붕소 선택 흡착 수지와 비교하여 월등히 우수한 효과를 나타낸다.The boron selective adsorption resin processed according to the method of the present invention has low total organic carbon (TOC) elution, high resistivity, low resistivity reduction rate even during long-term storage, and excellent boron removal efficiency. Compared to the prepared boron-selective adsorption resin, it exhibits a significantly superior effect.

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

본 발명에 따른 붕소 선택 흡착 수지의 가공 방법은, (a) 관능기로 아미노폴리올기를 갖는 붕소 선택 흡착 수지를 알코올류 수용액 중에서 가열 처리하는 단계; (b) 상기 알코올류 수용액으로 가열 처리한 붕소 선택 흡착 수지를 배치식으로 알칼리 금속 수산화물 수용액을 접촉시키고, 초순수로 세척하는 과정을 복수 회로 반복하는 단계; (c) 상기 단계 (b)에서 처리된 붕소 선택 흡착 수지를 초순수 중에서 가열 처리하는 단계; 및 (d) 붕소 선택 흡착 수지를 컬럼에서 알칼리 금속 수산화물 수용액으로 통수시키고 초순수로 세정하는 단계를 포함한다. A method of processing a boron selective adsorption resin according to the present invention comprises the steps of: (a) heat-treating a boron selective adsorption resin having an aminopolyol group as a functional group in an aqueous alcohol solution; (b) repeating the process of contacting the boron selective adsorption resin heat-treated with the aqueous alcohol solution into an aqueous alkali metal hydroxide solution in a batch manner, and washing with ultrapure water a plurality of times; (c) heat-treating the boron selective adsorption resin treated in step (b) in ultrapure water; and (d) passing the boron selective adsorption resin through the column with an aqueous alkali metal hydroxide solution and washing with ultrapure water.

본 발명의 방법에 따라 가공된 붕소 선택 흡착 수지는 총유기탄소(TOC) 용출이 낮아 총유기탄소(TOC) 1μg/리터(ppb) 이하의 초순수를 안정적으로 얻을 수 있고, 비저항이 18.15 ㏁.㎝ 이상이고, 장기 보관(2개월 기준) 시에도 비저항 감소율이 10% 이하이며, 반도체 제조용 초순수로서 이용할 수 있는 붕소 농도 15 ng/리터(ppt) 이하의 초순수를 제조할 수 있다. The boron selective adsorption resin processed according to the method of the present invention has a low total organic carbon (TOC) elution, so it is possible to stably obtain ultrapure water with a total organic carbon (TOC) of 1 μg/liter (ppb) or less, and has a specific resistance of 18.15 ㏁.cm above, the specific resistance reduction rate is 10% or less even during long-term storage (based on 2 months), and ultrapure water with a boron concentration of 15 ng/liter (ppt) or less that can be used as ultrapure water for semiconductor manufacturing can be produced.

상기 관능기인 아미노폴리올기는, N-메틸-D-글루카민기, 2-아미노-2-(하이드록시메틸)-1,3-프로판디올기, 2-아미노-2-메틸-1,3-프로판디올기, 2-아미노-1,3-프로판디올기, 3-아미노-1,2-프로판디올기, 3-디메틸아미노-1,2-프로판디올기 및 3-디에틸 아미노-1,2-프로판디올기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 이들 중에서 높은 붕소 흡착 기능을 가지는 관점에서 특히 N-메틸-D-글루카민기가 바람직하다.The amino polyol group serving as the functional group includes an N-methyl-D-glucamine group, a 2-amino-2-(hydroxymethyl)-1,3-propanediol group, and a 2-amino-2-methyl-1,3-propane group. Diol group, 2-amino-1,3-propanediol group, 3-amino-1,2-propanediol group, 3-dimethylamino-1,2-propanediol group and 3-diethyl amino-1,2- It may be at least one selected from the group consisting of propanediol groups. Among these, the N-methyl-D-glucamine group is particularly preferable from the viewpoint of having a high boron adsorption function.

특별히 한정하지 않으나, 상기 단계 (a)의 붕소 선택 흡착 수지는 스티렌-디비닐벤젠 가교중합체일 수 있으며, 상기 아미노폴리올기를 갖는 붕소 선택 흡착 수지일 수 있다.Although not particularly limited, the boron-selective adsorption resin of step (a) may be a styrene-divinylbenzene cross-polymer, and may be a boron-selective adsorption resin having the aminopolyol group.

상기 알코올류 수용액은 화학식 R1-OH(R1은 탄소수 1~8의 지방족 알킬기)로 표시되는 알코올로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 알코올을 포함할 수 있으며, 예컨대 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 펜탄올, 헥산올, 헵탄올 및 옥탄올로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 알코올을 포함할 수 있다. 이들 중에서 메탄올을 적합하게 이용할 수 있다. The aqueous alcohol solution may include any one or more alcohols selected from the group consisting of alcohols represented by the formula R 1 -OH (R 1 is an aliphatic alkyl group having 1 to 8 carbon atoms), for example, methanol, ethanol, propanol, butanol. , may include any one or more alcohols selected from the group consisting of pentanol, hexanol, heptanol and octanol. Among these, methanol can be used suitably.

상기 단계 (a)에서 알코올류 수용액의 알코올 농도는 50 중량% 이상, 60 중량% 이상, 70 중량% 이상 또는 80 중량% 이상일 수 있고, 100 중량% 이하, 90 중량% 이하 또는 85 중량% 이하일 수 있으며, 예컨대 50 내지 100 중량%, 60 내지 90 중량% 또는 70 내지 90 중량%일 수 있다. The alcohol concentration of the aqueous alcohol solution in step (a) may be 50 wt% or more, 60 wt% or more, 70 wt% or more, or 80 wt% or more, and 100 wt% or less, 90 wt% or less, or 85 wt% or less and, for example, may be 50 to 100% by weight, 60 to 90% by weight, or 70 to 90% by weight.

상기 단계 (a)에서의 가열 온도는 50℃ 이상, 60℃ 이상, 70℃ 이상 또는 80℃ 이상일 수 있고, 120℃ 이하, 110℃ 이하, 100℃ 이하 또는 90℃ 이하일 수 있으며, 예컨대 50 내지 120℃ 이하, 60 내지 110℃ 이하 또는 70 내지 100℃ 이하일 수 있다. The heating temperature in step (a) may be 50 °C or higher, 60 °C or higher, 70 °C or higher, or 80 °C or higher, and 120 °C or lower, 110 °C or lower, 100 °C or lower, or 90 °C or lower, such as 50 to 120 ℃ or less, 60 to 110 ℃ or less, or 70 to 100 ℃ or less.

본 발명의 방법에 있어서, 상기 (a) 관능기로 아미노폴리올기를 갖는 붕소 선택 흡착 수지를 알코올류 수용액 중에서 가열 처리하는 단계는 배치식과 컬럼식을 모두 이용할 수 있지만, 배치식으로 붕소 선택 흡착 수지를 알코올류 수용액과 접촉하여 가열시키는 것이 바람직하다.In the method of the present invention, in the step (a) heat treatment of the boron selective adsorption resin having an aminopolyol group as a functional group in an aqueous alcohol solution may use both a batch method and a column method, but the boron selective adsorption resin having an alcohol It is preferable to heat it in contact with an aqueous solution.

본 발명의 방법의 단계 (b)에서 사용되는 상기 알칼리 금속 수산화물 수용액은, 수산화 리튬 수용액, 수산화나트륨 수용액, 수산화칼륨 수용액, 수산화 루비듐 수용액 및 수산화 세슘 수용액으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 이들 중에서 수산화나트륨 수용액을 특히 적합하게 이용할 수 있다. The alkali metal hydroxide aqueous solution used in step (b) of the method of the present invention may be at least one selected from the group consisting of lithium hydroxide aqueous solution, sodium hydroxide aqueous solution, potassium hydroxide aqueous solution, rubidium hydroxide aqueous solution, and cesium hydroxide aqueous solution. Among these, sodium hydroxide aqueous solution can be used especially suitably.

단계 (b)에서 사용되는 상기 알칼리 금속 수산화물 수용액의 농도는 2 내지 10 중량%, 예를 들면 2 내지 8 중량% 또는 2 내지 7 중량%일 수 있다. 알칼리 금속 수산화물 수용액의 농도가 2 중량% 미만인 경우 제조되는 총유기탄소 제거율이 낮아지고, 비저항의 장기 안정성이 감소할 수 있으며, 10 중량%를 초과하는 경우 추가적인 향상 효과를 얻기 어렵다.  The concentration of the aqueous alkali metal hydroxide solution used in step (b) may be 2 to 10% by weight, for example, 2 to 8% by weight or 2 to 7% by weight. When the concentration of the alkali metal hydroxide aqueous solution is less than 2 wt%, the total organic carbon removal rate produced is lowered, the long-term stability of specific resistance may decrease, and when it exceeds 10 wt%, it is difficult to obtain an additional improvement effect.

본 발명의 가공 방법의 단계 (b)에서, 알코올류 수용액으로 가열 처리한 붕소 선택 흡착 수지를 배치식으로 알칼리 금속 수산화물 수용액과 접촉시켜 교반하고, 접촉액을 드레인(drain)시킨 뒤 이어서 초순수로 교반하여 수지를 세척할 수 있다. 이 때 알칼리 금속 수산화물 수용액은 수지량에 대해 2 내지 5 BV, 예컨대 2 내지 3 BV일 수 있고, 교반 시간은 1 내지 5시간, 예컨대 1 내지 2시간일 수 있다. 세척을 위한 초순수는 수지량에 대해 2 내지 5 BV, 예컨대 2 내지 3 BV 일 수 있고, 교반 시간은 0.5 내지 3시간, 예컨대 0.5 내지 1시간일 수 있다. In step (b) of the processing method of the present invention, the boron selective adsorption resin heat-treated with an aqueous alcohol solution is contacted with an aqueous alkali metal hydroxide solution in a batch manner and stirred, the contact solution is drained, and then stirred with ultrapure water to wash the resin. At this time, the alkali metal hydroxide aqueous solution may be 2 to 5 BV, for example, 2 to 3 BV, based on the amount of resin, and the stirring time may be 1 to 5 hours, for example, 1 to 2 hours. The ultrapure water for washing may be 2 to 5 BV, for example, 2 to 3 BV, based on the amount of resin, and the stirring time may be 0.5 to 3 hours, such as 0.5 to 1 hour.

본 발명의 가공 방법의 상기 단계 (b)에서 알칼리 금속 수산화물 수용액 처리와 초순수 세척 과정을 1 회(cycle)로 지정하여 이 과정을 총 2 내지 5 회(cycle), 예컨대 2 내지 3 회(cycle)로 반복하여 수행할 수 있다. 상기 단계 (b)를 2회 미만으로 실시하는 경우 TOC 제거 효과가 낮아지고, 비저항의 장기 안정성이 열악해질 수 있다. In the step (b) of the processing method of the present invention, the alkali metal hydroxide aqueous solution treatment and ultrapure water washing process are designated as one cycle (cycle), and this process is performed 2 to 5 times in total, for example 2 to 3 times (cycle). can be done repeatedly. When the step (b) is performed less than twice, the TOC removal effect may be lowered, and long-term stability of specific resistance may be poor.

본 발명의 가공 방법의 단계 (c)에서는, 상기 단계 (b)에서 처리된 붕소 선택 흡착 수지를 초순수 중에서 가열 처리할 수 있다. 초순수는 수지량에 대해 2 내지 5 BV, 예컨대 2 내지 3 BV일 수 있다. 가열 온도는 70℃ 이상, 80℃ 이상 또는 90℃ 이상일 수 있고, 120℃ 이하, 110℃ 이하 또는 100℃ 이하일 수 있으며, 예컨대 70℃ 내지 120℃, 80℃ 내지 110℃ 또는 90℃ 내지 100℃일 수 있다. 가열 온도가 70℃ 미만인 경우 총유기탄소 제거 효과가 낮아질 수 있고, 120℃를 초과하는 경우 추가적인 향상 효과를 얻기 어렵다.  In step (c) of the processing method of the present invention, the boron selective adsorption resin treated in step (b) may be heat-treated in ultrapure water. The ultrapure water may be 2 to 5 BV, such as 2 to 3 BV, based on the amount of resin. The heating temperature may be 70 °C or higher, 80 °C or higher, or 90 °C or higher, and 120 °C or lower, 110 °C or lower, or 100 °C or lower, such as 70 °C to 120 °C, 80 °C to 110 °C or 90 °C to 100 °C. can If the heating temperature is less than 70 ℃, the total organic carbon removal effect may be lowered, if it exceeds 120 ℃, it is difficult to obtain an additional improvement effect.

본 발명의 가공 방법의 단계 (d)에서는, 붕소 선택 흡착 수지를 컬럼에서 알칼리 금속 수산화물 수용액으로 통수시킬 수 있으며, 여기서 알칼리 금속 수산화물 수용액은 단계 (b)와 동일한 것을 사용할 수 있다. 통액량은 통상 2 내지 5BV, 예컨대 2 내지 4BV일 수 있고, 유속은 통상 SV 0.5 내지 3, 예컨대 SV 0.5 내지 2일 수 있다. 이후에, 초순수를 사용한 수세로 알칼리 용액을 수지에서 모두 제거할 수 있으며, 세정량은 통상 4BV 이상, 예컨대 4 내지 8BV일 수 있고, 유속 SV는 10 내지 30h-1, 예컨대 10 내지 20h-1일 수 있다. In step (d) of the processing method of the present invention, the boron selective adsorption resin may be passed through a column with an aqueous alkali metal hydroxide solution, wherein the aqueous alkali metal hydroxide solution may be the same as in step (b). The flow rate may be usually 2 to 5 BV, such as 2 to 4 BV, and the flow rate may be usually SV 0.5 to 3, such as SV 0.5 to 2. Thereafter, all of the alkaline solution may be removed from the resin by washing with ultrapure water, the washing amount may be usually 4BV or more, such as 4 to 8BV, and the flow rate SV is 10 to 30h -1 , such as 10 to 20h -1 days can

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 본 발명의 방법에 따라 가공된 붕소 선택 흡착 수지가 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a boron selective adsorption resin processed according to the method of the present invention.

본 발명의 가공 방법에 따라 가공된 붕소 선택 흡착 수지를 이용하여 초순수를 처리하면, 처리 수중으로의 유기체 탄소의 용출량이 1μg/리터(ppb) 이하, 비저항 18.15 ㏁.㎝ 이상을 유지할 수 있고, 장기 보관(2개월 기준) 시에도 비저항 감소율이 10% 이하이며, 처리수의 붕소 농도도 15 ng/리터(ppt) 이하가 된다. When ultrapure water is treated using the boron selective adsorption resin processed according to the processing method of the present invention, the elution amount of organic carbon into the treated water is 1 μg/liter (ppb) or less, the specific resistance 18.15 ㏁.cm or more can be maintained, and long-term Even during storage (based on 2 months), the resistivity reduction rate is 10% or less, and the boron concentration in the treated water is 15 ng/liter (ppt) or less.

본 발명의 방법에 따라 가공된 붕소 선택 흡착 수지는 총유기탄소(TOC) 용출이 적고, 비저항값이 높으며, 장기 보관 시에도 비저항 감소율이 낮고, 붕소 제거 효율이 우수한 특성을 가지므로, 일반적인 방법으로 제조된 붕소 선택 흡착 수지와 비교하여 월등히 우수한 효과를 나타낸다. 본 발명의 방법에 따라 가공된 붕소 선택 흡착 수지를 이용하는 경우 붕소 제거 효율이 높은 양호한 수질의 초순수를 제조할 수 있어, 반도체 제조 공정 등에서 적합하게 이용할 수 있다.The boron selective adsorption resin processed according to the method of the present invention has low total organic carbon (TOC) elution, high resistivity, low resistivity reduction rate even during long-term storage, and excellent boron removal efficiency. Compared to the prepared boron-selective adsorption resin, it exhibits a significantly superior effect. When the boron selective adsorption resin processed according to the method of the present invention is used, ultrapure water with high boron removal efficiency can be produced, and thus it can be suitably used in a semiconductor manufacturing process or the like.

이하, 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의하여 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 by these examples.

[실시예][Example]

실시예 1Example 1

1차 TOC 제거를 위한 알코올 접촉 단계: 단계 (a)Alcohol contact step for primary TOC removal: step (a)

시판 중인 N-메틸-D-글루카민기를 갖는 붕소 선택 흡착 수지(삼양사의 CLR-B3) 100mL를 1L 반응기에 넣고, 이후 메탄올 80중량% 수용액을 300mL 투입한 후, 온도를 70℃로 승온하였다. 3시간 동안 온도를 유지 후, 상온까지 냉각하였다. 이후, 메탄올 여액을 드레인(Drain)한 후, 초순수 300ml를 반응기에 투입하고, 1시간 동안 교반하였다. 이후, 초순수를 드레인(Drain)한 후, 추가로 초순수 300ml를 반응기에 투입하고, 1시간 동안 교반하였다.100 mL of commercially available N-methyl-D-glucamine group-containing boron selective adsorption resin (CLR-B3 by Samyang Corporation) was put into a 1 L reactor, and then, 300 mL of an 80 wt% aqueous solution of methanol was added, and then the temperature was raised to 70 ° C. . After maintaining the temperature for 3 hours, it was cooled to room temperature. Thereafter, after draining the methanol filtrate, 300 ml of ultrapure water was added to the reactor and stirred for 1 hour. Then, after draining the ultrapure water, 300ml of ultrapure water was added to the reactor and stirred for 1 hour.

2차 TOC 제거 및 비저항값 개선을 위한 수산화나트륨 접촉 단계: 단계 (b)Sodium hydroxide contact step for secondary TOC removal and resistivity improvement: step (b)

1L 반응기에, 단계 (a)에서 1차 TOC 제거한 붕소 선택 흡착 수지 100ml를 넣고, 이후 농도 4중량% 수산화나트륨 수용액을 300mL 투입한 후, 1시간 동안 교반하였다. 이후, 수산화나트륨 여액을 드레인(Drain)한 후, 초순수 300ml를 반응기에 투입하고 30분 동안 교반하였다. 이후, 수산화나트륨 처리와 초순수 세척 과정을 추가로 2회 반복하여, 총 3번의 수산화나트륨 교반과 3번의 초순수 세척을 실시하였다.In a 1L reactor, 100 ml of the boron selective adsorption resin from which the primary TOC was removed in step (a) was added, and then 300 mL of a 4 wt% aqueous sodium hydroxide solution was added thereto, followed by stirring for 1 hour. Then, after draining the sodium hydroxide filtrate, 300 ml of ultrapure water was added to the reactor and stirred for 30 minutes. Thereafter, the sodium hydroxide treatment and ultrapure water washing process were further repeated twice, and a total of 3 sodium hydroxide stirring and ultrapure water washing were performed 3 times.

3차 TOC 제거 및 비저항값 개선을 위한 초순수 접촉 단계: 단계 (c)Ultrapure water contact step to remove 3rd TOC and improve resistivity: step (c)

1L 반응기에, 단계 (b)에서 2차 TOC 제거한 붕소 선택 흡착 수지 100ml를 넣고, 이후 초순수 300mL를 반응기에 투입한 후, 온도를 100℃로 승온하였다. 10시간 동안 온도를 유지한 후, 상온까지 냉각하였다. 이후 초순수를 드레인(Drain)한 후, 초순수 300mL를 반응기에 투입하고, 30분 동안 교반하였다.In a 1L reactor, 100ml of the boron selective adsorption resin from which the secondary TOC was removed in step (b) was put, and then 300mL of ultrapure water was added to the reactor, and then the temperature was raised to 100°C. After maintaining the temperature for 10 hours, it was cooled to room temperature. After draining the ultrapure water, 300mL of ultrapure water was added to the reactor and stirred for 30 minutes.

비저항값 개선을 위한 수산화나트륨 접촉 및 초순수 세정 단계: 단계 (d)Sodium hydroxide contact and ultrapure water cleaning step to improve resistivity: step (d)

컬럼(L 500mm X D 20mm)에 1~3차 TOC 제거한 붕소제거수지 100ml를 충진 후 4중량% 수산화나트륨 수용액을 SV=2로 1시간 하향류로 통수하였다. 이어서 총유기탄소(TOC) 1ppb이하, 비저항 18.20 MΩ·cm 이상의 초순수를 하향류, SV=20 h-1으로 30분 통수하였다.After filling the column (L 500mm XD 20mm) with 100 ml of the boron removal resin from which the 1st to 3rd TOC was removed, a 4 wt% aqueous sodium hydroxide solution was flowed downward at SV = 2 for 1 hour. Then, ultrapure water with a total organic carbon (TOC) of 1 ppb or less and a specific resistance of 18.20 MΩ·cm or more was passed through downflow for 30 minutes at SV = 20 h -1 .

비저항 및 총유기탄소(TOC) 평가 방법Methods for estimating resistivity and total organic carbon (TOC)

컬럼(L 500mm X D 20mm)에 총유기탄소(TOC) 0.5 내지 1ppb의 초순수를 하향류, 유량은 SV 30h-1로 48시간 통수하여 컬럼에서 유출되는 처리수의 비저항 및 총유기탄소(TOC) 측정하여 표 1에 나타내었다. Ultrapure water of 0.5 to 1ppb of total organic carbon (TOC) was passed through the column (L 500mm XD 20mm) downflow for 48 hours with SV 30h -1 to measure the specific resistance and total organic carbon (TOC) of the treated water flowing out of the column. It was measured and shown in Table 1.

비저항 장기 안정성 평가Specific resistance long-term stability evaluation

가공 완료한 붕소제거수지 100mL를 원심분리기를 이용하여 과잉의 수분을 제거한 상태로 PP 용기에 밀봉시킨 뒤 상온에서 2달 동안 보관한 후, 비저항 평가 방법에 따라 비저항을 측정하여 표 1에 나타내었다. 100 mL of the processed boron-removing resin was sealed in a PP container with excess moisture removed using a centrifuge and stored at room temperature for 2 months.

붕소 흡착 평가 방법Method for Assessing Boron Adsorption

컬럼(L 500mmXD 20mm)에 1~2차 TOC 제거한 붕소제거수지 100ml를 충진 후 컬럼에 붕소 농도 500ppt를 SV=30 hr-1로 통액하였다. 이때, 컬럼에서 유출액의 붕소농도를 보론 측정 장비(Sievers Boron Analyzer, 검출 한계 15ppt)를 이용하여 실시간 측정하여 표 1에 나타내었다.After filling the column (L 500mmXD 20mm) with 100ml of the first and second TOC-removed boron-removing resin, 500ppt of boron concentration was passed through the column at SV=30 hr -1 . At this time, the boron concentration of the effluent from the column was measured in real time using a boron measuring device (Sievers Boron Analyzer, detection limit of 15 ppt), and is shown in Table 1.

실시예 2Example 2

2차 TOC 제거 및 비저항값 개선을 위한 수산화나트륨 접촉 단계(단계 (b))에 있어서 수산화나트륨 농도를 2% 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 진행하였다.It proceeded in the same manner as in Example 1, except that 2% of sodium hydroxide concentration was used in the sodium hydroxide contact step (step (b)) for the secondary TOC removal and specific resistance improvement.

그 후, 실시예 1과 동일한 방법으로 비저항 및 총유기탄소(유기물), 비저항 장기 안정성 평가, 붕소 흡착평가를 측정하여 표 1에 나타내었다.Then, in the same manner as in Example 1, specific resistance, total organic carbon (organic material), specific resistance long-term stability evaluation, and boron adsorption evaluation were measured and shown in Table 1.

비교예 1Comparative Example 1

1L 반응기에 실시예 1에서 1차 TOC 제거한 붕소 선택 흡착 수지 100ml를 넣고, 이후 농도 4중량% 수산화나트륨 수용액을 투입한 후, 온도를 100℃로 승온하였다. 3시간 동안 온도를 유지한 후, 상온까지 냉각하였다. 이후 수산화나트륨 여액을 드레인(Drain)한 후, 초순수 300ml를 반응기에 투입하고 1시간 동안 교반하였다. 이후 초순수를 드레인(Drain)한 후, 추가로 초순수 300ml를 반응기에 투입하고 1시간 동안 교반하였다.100ml of the boron selective adsorption resin from which the primary TOC was removed in Example 1 was put into a 1L reactor, and then an aqueous solution of sodium hydroxide with a concentration of 4% by weight was added, and the temperature was raised to 100°C. After maintaining the temperature for 3 hours, it was cooled to room temperature. After draining the sodium hydroxide filtrate, 300 ml of ultrapure water was added to the reactor and stirred for 1 hour. After draining the ultrapure water, 300ml of ultrapure water was added to the reactor and stirred for 1 hour.

그 후, 실시예 1과 동일한 방법으로 비저항 및 총유기탄소(유기물), 비저항 장기 안정성 평가, 붕소 흡착평가를 측정하여 표 1에 나타내었다.Then, in the same manner as in Example 1, specific resistance, total organic carbon (organic material), specific resistance long-term stability evaluation, and boron adsorption evaluation were measured and shown in Table 1.

비교예 2Comparative Example 2

1차 TOC 제거를 위한 알코올 접촉 단계(단계 (a))를 실시하지 않은 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 진행하였다.It proceeded in the same manner as in Example 1, except that the alcohol contact step (step (a)) for the first TOC removal was not performed.

그 후, 실시예 1과 동일한 방법으로 비저항 및 총유기탄소(유기물), 비저항 장기 안정성 평가, 붕소 흡착평가를 측정하여 표 1에 나타내었다.Then, in the same manner as in Example 1, specific resistance, total organic carbon (organic material), specific resistance long-term stability evaluation, and boron adsorption evaluation were measured and shown in Table 1.

비교예 3Comparative Example 3

2차 TOC 제거 및 비저항값 개선을 위한 수산화나트륨 접촉 단계(단계 (b))를 실시하지 않은 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 진행하였다.It proceeded in the same manner as in Example 1, except that the sodium hydroxide contact step (step (b)) for removing the secondary TOC and improving the specific resistance was not performed.

그 후, 실시예 1과 동일한 방법으로 비저항 및 총유기탄소(유기물), 비저항 장기 안정성 평가, 붕소 흡착평가를 측정하여 표 1에 나타내었다.Then, in the same manner as in Example 1, specific resistance, total organic carbon (organic material), specific resistance long-term stability evaluation, and boron adsorption evaluation were measured and shown in Table 1.

비교예 4Comparative Example 4

3차 TOC 제거 및 비저항값 개선을 위한 초순수 접촉 단계(단계 (c))를 실시하지 않은 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 진행하였다.It proceeded in the same manner as in Example 1, except that the ultrapure water contact step (step (c)) for the third TOC removal and specific resistance improvement was not performed.

그 후, 실시예 1과 동일한 방법으로 비저항 및 총유기탄소(유기물), 비저항 장기 안정성 평가, 붕소 흡착평가를 측정하여 표 1에 나타내었다.Then, in the same manner as in Example 1, specific resistance, total organic carbon (organic material), specific resistance long-term stability evaluation, and boron adsorption evaluation were measured and shown in Table 1.

비교예 5Comparative Example 5

2차 TOC 제거 및 비저항값 개선을 위한 수산화나트륨 접촉 단계(단계 (b))를 배치식이 아닌 컬럼식으로 다음과 같이 진행한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일 방법으로 비저항 및 총유기탄소(유기물), 비저항 장기 안정성 평가, 붕소 흡착평가를 측정하여 표 1에 나타내었다.Specific resistance and total organic carbon (organic material ), specific resistance, long-term stability evaluation, and boron adsorption evaluation were measured and shown in Table 1.

1) 상온의 초순수를 하향류, SV=5 hr-1로 30분간 통수하고, 1) Flowing ultrapure water at room temperature down-flow, SV=5 hr -1 for 30 minutes,

2) 4% 수산화나트륨 수용액을 하향류, SV=3 hr-1로 60분간 통수한 후, 2) After passing 4% sodium hydroxide aqueous solution down-flow for 60 minutes at SV=3 hr -1 ,

3) 초순수를 하향류, SV=10 hr-1로 60분간 통액하여 붕소 선택 흡착 수지의 조정을 하였다. 3) The boron selective adsorption resin was adjusted by passing ultrapure water down-flow for 60 minutes at SV=10 hr -1 .

비교예 6Comparative Example 6

3차 TOC 제거 및 비저항값 개선을 위한 초순수 접촉 단계(단계 (c))를 배치법이 아닌 컬럼법으로 다음과 같이 진행한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일 방법으로 비저항 및 총유기탄소(유기물), 비저항 장기 안정성 평가, 붕소 흡착평가를 측정하여 표 1에 나타내었다.Specific resistance and total organic carbon (organic) in the same manner as in Example 1, except that the ultrapure water contact step (step (c)) for the third TOC removal and specific resistance improvement was performed as follows by a column method rather than a batch method. , specific resistance, long-term stability evaluation, and boron adsorption evaluation were measured and shown in Table 1.

1) 상온의 초순수를 하향류, SV=5 hr-1로 30분간 통수하고,1) Flowing ultrapure water at room temperature down-flow, SV=5 hr -1 for 30 minutes,

2) 80℃의 초순수를 하향류, SV=0.5 hr-1로 600분간 통수하여 수지를 승온 및 세척한 후, 2) After heating and washing the resin by passing ultrapure water at 80°C downflow for 600 minutes at SV=0.5 hr -1 ,

3) 상온의 초순수를 하향류, SV=10 hr-1로 60분간 통수하여 붕소 선택 흡착 수지를 냉각하였다. 3) The boron-selective adsorption resin was cooled by passing ultrapure water at room temperature down-flow for 60 minutes at SV=10 hr -1 .

비교예 7Comparative Example 7

2차 TOC 제거 및 비저항값 개선을 위한 수산화나트륨 접촉 단계(단계 (b))에 있어서 수산화나트륨 농도를 1% 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 진행하였다.It proceeded in the same manner as in Example 1, except that 1% of sodium hydroxide concentration was used in the sodium hydroxide contact step (step (b)) for the secondary TOC removal and specific resistance improvement.

그 후, 실시예 1과 동일한 방법으로 비저항 및 총유기탄소(유기물), 비저항 장기 안정성 평가, 붕소 흡착평가를 측정하여 표 1에 나타내었다.Then, in the same manner as in Example 1, specific resistance, total organic carbon (organic material), specific resistance long-term stability evaluation, and boron adsorption evaluation were measured and shown in Table 1.

비교예 8Comparative Example 8

2차 TOC 제거 및 비저항값 개선을 위한 수산화나트륨 접촉 단계(단계 (b))에 있어서 수산화나트륨 처리와 초순수 세척 과정을 1번씩만 실시한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 진행하였다.In the sodium hydroxide contact step (step (b)) for the secondary TOC removal and resistivity improvement, the same method as in Example 1 was performed, except that the sodium hydroxide treatment and the ultrapure water washing process were performed only once.

그 후, 실시예 1과 동일한 방법으로 비저항 및 총유기탄소(유기물), 비저항 장기 안정성 평가, 붕소 흡착평가를 측정하여 표 1에 나타내었다.Then, in the same manner as in Example 1, specific resistance, total organic carbon (organic material), specific resistance long-term stability evaluation, and boron adsorption evaluation were measured and shown in Table 1.

비교예 9Comparative Example 9

3차 TOC 제거 및 비저항값 개선을 위한 초순수 접촉 단계(단계 (c))에 있어서 가열 온도를 60℃로 실시한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 진행하였다.It proceeded in the same manner as in Example 1, except that the heating temperature was performed at 60° C. in the ultrapure water contact step (step (c)) for the third TOC removal and specific resistance improvement.

그 후, 실시예 1과 동일한 방법으로 비저항 및 총유기탄소(유기물), 비저항 장기 안정성 평가, 붕소 흡착평가를 측정하여 표 1에 나타내었다.Then, in the same manner as in Example 1, specific resistance, total organic carbon (organic material), specific resistance long-term stability evaluation, and boron adsorption evaluation were measured and shown in Table 1.

[표 1][Table 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

[표 1][Table 1]

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 표 1 에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 2의 경우, 실시예 1은 붕소 선택 흡착 수지의 가공을 위해 1차 TOC 제거를 위한 알코올 접촉 단계(단계 (a))를 수행한 후, 2차 TOC 제거 및 비저항값 개선을 위한 수산화나트륨 접촉 단계(단계 (b))를 실시하고, 3차 TOC 제거 및 비저항값 개선을 위한 초순수 접촉 단계(단계 (c))를 거쳐, 최종 수산화나트륨 접촉 및 초순수 세정 단계(단계 (d))를 수행한 결과, 비저항 및 TOC가 각각 18.15 ㏁.㎝ 이상 및 1.0 ppb 이하를 나타내었다. 가공된 붕소 선택 흡착 수지를 2개월 동안 보관한 이후에 비저항의 장기 안정성을 평가한 결과, 초기 대비 감소율이 10% 이하를 나타었다. 붕소 흡착평가 역시 1시간 이내 15 ppt이하였다.As shown in Table 1, in the case of Examples 1 and 2 according to the present invention, Example 1 performed an alcohol contact step (step (a)) for the primary TOC removal for processing of a boron selective adsorption resin. After that, the sodium hydroxide contact step (step (b)) for removing the secondary TOC and improving the specific resistance value is performed, and the ultrapure water contact step (step (c)) for the third TOC removal and specific resistance value improvement (step (c)) is performed, and the final hydroxide As a result of carrying out the sodium contact and ultrapure water washing step (step (d)), the resistivity and TOC were 18.15 MΩ.cm or more and 1.0 ppb or less, respectively. As a result of evaluating the long-term stability of the resistivity after storing the processed boron-selective adsorption resin for 2 months, the reduction rate compared to the initial stage was 10% or less. The evaluation of boron adsorption was also less than 15 ppt within 1 hour.

비교예 1의 경우 TOC 제거 및 비저항값 개선을 위해 수산화나트륨 수용액으로 가열 처리를 실시하면 TOC 제거 효과는 우수하나, 비저항 장기 안정성 평가 결과 비저항값이 약 83% 감소하여 장기 안정성이 매우 떨어진다는 것을 알 수 있다.In the case of Comparative Example 1, when heat treatment was performed with an aqueous sodium hydroxide solution for TOC removal and specific resistance value improvement, the TOC removal effect was excellent, but as a result of the specific resistance long-term stability evaluation, it was found that the long-term stability was very poor as the specific resistance value decreased by about 83%. can

비교예 2와 비교예 3 및 4를 대비하면, 1차 TOC 제거를 위한 알코올 접촉 단계(단계 (a)), 2차 TOC 제거 및 비저항값 개선을 위한 수산화나트륨 접촉 단계(단계 (b)), 3차 TOC 제거 및 비저항값 개선을 위한 초순수 접촉 단계(단계 (c)) 중 어느 하나의 실시 방법을 제외시키면 TOC 제거 효과가 급격히 감소하는 것을 알 수 있다.Comparing Comparative Example 2 and Comparative Examples 3 and 4, the alcohol contact step (step (a)) for the first TOC removal, the sodium hydroxide contact step for the secondary TOC removal and specific resistance improvement (step (b)), It can be seen that the TOC removal effect is sharply reduced if any one of the methods of the third TOC removal and the ultrapure water contact step (step (c)) for improving the specific resistance is excluded.

비교예 5의 경우 2차 TOC 제거 및 비저항값 개선을 위한 수산화나트륨 접촉 단계(단계 (b))를 배치법이 아닌 컬럼법으로 진행한 결과 TOC가 15 ppb의 용출을 보여 TOC 제거 효과가 낮으며, 비저항 장기 안정성 평가 결과 비저항값이 약 26% 감소하여 장기 안정성이 떨어진다는 것을 알 수 있다.In the case of Comparative Example 5, the sodium hydroxide contact step (step (b)) for the secondary TOC removal and specific resistance improvement was performed by a column method instead of a batch method. As a result of the evaluation of specific resistance long-term stability, it can be seen that the specific resistance value decreased by about 26%, resulting in poor long-term stability.

비교예 6의 경우 3차 TOC 제거 및 비저항값 개선을 위한 초순수 접촉 단계(단계 (c))를 배치법이 아닌 컬럼법으로 진행하였다. 단계 (c)에서 실시예와 동일하게 100℃의 초순수를 사용하는 경우에는 컬럼이 끓어버리기 때문에, 초순수의 온도를 컬럼식에서 수행할 수 있는 80℃로 조정하여 수행하였으며, 그 결과 TOC가 30 ppb의 용출을 보여 TOC 제거 효과가 낮은 것을 알 수 있다.In the case of Comparative Example 6, the ultrapure water contact step (step (c)) for the third TOC removal and specific resistance improvement was performed by a column method rather than a batch method. In step (c), as in Example, when ultrapure water of 100°C is used, the column boils, so the temperature of ultrapure water was adjusted to 80°C that can be performed in a column type, and as a result, TOC was 30 ppb It can be seen that the TOC removal effect is low by showing the dissolution.

실시예 1과 비교예 7을 대비하면, 2차 TOC 제거 및 비저항값 개선을 위한 수산화나트륨 접촉 단계(단계 (b))에서 수산화나트륨의 농도가 2% 미만일 때, TOC 제거율이 낮고, 비저항의 장기 안정성이 소폭 감소한다는 것을 알 수 있었다.Comparing Example 1 and Comparative Example 7, when the concentration of sodium hydroxide in the sodium hydroxide contact step (step (b)) for the secondary TOC removal and specific resistance improvement is less than 2%, the TOC removal rate is low, and the long-term of specific resistance It was found that the stability slightly decreased.

비교예 8의 경우, 2차 TOC 제거 및 비저항값 개선을 위한 수산화나트륨 접촉 단계(단계 (b))에 있어서 수산화나트륨 처리와 초순수 세척 과정을 1번씩만 실시하면 TOC가 20 ppb의 용출을 보여 TOC 제거 효과가 낮은 것을 알 수 있으며, 비저항 장기 안정성 평가 결과 비저항값이 약 44% 감소하여 장기 안정성이 떨어진다는 것을 알 수 있다.In the case of Comparative Example 8, when sodium hydroxide treatment and ultrapure water washing process were carried out only once in the sodium hydroxide contact step (step (b)) for removing the secondary TOC and improving the specific resistance, TOC showed an elution of 20 ppb TOC It can be seen that the removal effect is low, and as a result of the evaluation of specific resistance long-term stability, it can be seen that the long-term stability is deteriorated as the specific resistance value is decreased by about 44%.

비교예 9의 경우 3차 TOC 제거 및 비저항값 개선을 위한 초순수 접촉 단계(단계 (c))에 있어서 가열 온도를 60℃로 실시하면 TOC가 30 ppb의 용출을 보여 TOC 제거 효과가 낮은 것을 알 수 있다.In the case of Comparative Example 9, when the heating temperature was carried out at 60° C. in the ultrapure water contact step (step (c)) for the third TOC removal and specific resistance improvement, the TOC showed an elution of 30 ppb, indicating that the TOC removal effect was low. there is.

따라서, 실시예 1 내지 2 와 같이 본 발명에 따른 방법으로 가공된 붕소 선택 흡착 수지는 총유기탄소(TOC) 용출이 적고, 비저항값이 높으며, 장기 보관 시에도 비저항 감소율이 낮고, 붕소 제거 효율이 우수한 특성을 가짐을 알 수 있다. Therefore, the boron selective adsorption resin processed by the method according to the present invention as in Examples 1 and 2 has low total organic carbon (TOC) elution, high specific resistance, low resistivity reduction rate even during long-term storage, and high boron removal efficiency. It can be seen that it has excellent properties.

Claims (13)

(a) 관능기로 아미노폴리올기를 갖는 붕소 선택 흡착 수지를 알코올류 수용액 중에서 가열 처리하는 단계;
(b) 상기 알코올류 수용액으로 가열 처리한 붕소 선택 흡착 수지를 배치식으로 알칼리 금속 수산화물 수용액을 접촉시키고, 초순수로 세척하는 과정을 복수 회로 반복하는 단계;
(c) 상기 단계 (b)에서 처리된 붕소 선택 흡착 수지를 초순수 중에서 가열 처리하는 단계; 및
(d) 붕소 선택 흡착 수지를 컬럼에서 알칼리 금속 수산화물 수용액으로 통수시키고, 초순수로 세정하는 단계를 포함하는,
붕소 선택 흡착 수지의 가공 방법.
(a) heat-treating a boron selective adsorption resin having an aminopolyol group as a functional group in an aqueous alcohol solution;
(b) repeating the process of contacting the boron selective adsorption resin heat-treated with the aqueous alcohol solution in a batchwise manner with an aqueous alkali metal hydroxide solution and washing with ultrapure water a plurality of times;
(c) heat-treating the boron selective adsorption resin treated in step (b) in ultrapure water; and
(d) passing the boron selective adsorption resin through the column with an aqueous alkali metal hydroxide solution and washing with ultrapure water,
Processing method of boron selective adsorption resin.
제1항에 있어서, 상기 관능기인 아미노폴리올기는, N-메틸-D-글루카민기, 2-아미노-2-(하이드록시메틸)-1,3-프로판디올기, 2-아미노-2-메틸-1,3-프로판디올기, 2-아미노-1,3-프로판디올기, 3-아미노-1,2-프로판디올기, 3-디메틸아미노-1,2-프로판디올기 및 3-디에틸 아미노-1,2-프로판디올기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인, 가공 방법.According to claim 1, wherein the functional amino polyol group is N-methyl-D-glucamine group, 2-amino-2- (hydroxymethyl) -1,3-propanediol group, 2-amino-2-methyl -1,3-propanediol group, 2-amino-1,3-propanediol group, 3-amino-1,2-propanediol group, 3-dimethylamino-1,2-propanediol group and 3-diethyl At least one selected from the group consisting of amino-1,2-propanediol group, a processing method. 제1항에 있어 상기 단계 (a)의 붕소 선택 흡착 수지는 스티렌-디비닐벤젠 가교중합체인, 가공 방법. The processing method according to claim 1, wherein the boron selective adsorption resin of step (a) is a styrene-divinylbenzene crosspolymer. 제1항에 있어서, 상기 알코올류 수용액은 화학식 R1-OH(R1은 탄소수 1~8의 지방족 알킬기)로 표시되는 알코올로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 알코올을 포함하는, 가공 방법.According to claim 1, wherein the alcohol aqueous solution contains any one or more alcohols selected from the group consisting of alcohols represented by the formula R 1 -OH (R 1 is an aliphatic alkyl group having 1 to 8 carbon atoms). 제1항에 있어서, 상기 단계 (a)에서 알코올류 수용액의 알코올 농도는 50 내지 100중량%이며, 가열 온도는 50 내지 120℃ 인, 가공 방법.The processing method according to claim 1, wherein the alcohol concentration of the aqueous alcohol solution in step (a) is 50 to 100% by weight, and the heating temperature is 50 to 120°C. 제1항에 있어서, 상기 단계 (a)는 배치식으로 수행되는, 가공 방법.The method according to claim 1, wherein step (a) is performed batchwise. 제1항에 있어서, 상기 알칼리 금속 수산화물 수용액은 수산화 리튬 수용액, 수산화나트륨 수용액, 수산화칼륨 수용액, 수산화 루비듐 수용액 및 수산화 세슘 수용액으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인, 가공 방법.The processing method according to claim 1, wherein the aqueous alkali metal hydroxide solution is at least one selected from the group consisting of an aqueous lithium hydroxide solution, an aqueous sodium hydroxide solution, an aqueous potassium hydroxide solution, an aqueous rubidium hydroxide solution, and an aqueous cesium hydroxide solution. 제1항에 있어서, 상기 알칼리 금속 수산화물 수용액의 농도는 2 내지 10 중량%인, 가공 방법.The processing method according to claim 1, wherein the concentration of the aqueous alkali metal hydroxide solution is 2 to 10% by weight. 제1항에 있어서, 상기 단계 (b)에서 알칼리 금속 수산화물 수용액을 접촉시키고 이어서 초순수로 세척하는 과정을 2회 내지 5회로 반복하는 것을 특징으로 하는, 가공 방법.The processing method according to claim 1, wherein the process of contacting the alkali metal hydroxide aqueous solution in step (b) and then washing with ultrapure water is repeated 2 to 5 times. 제1항에 있어서, 상기 단계 (c)에서 초순수 중에서 붕소 선택 흡착 수지를 가열하는 온도는 70℃ 내지 120℃인, 가공 방법.The processing method according to claim 1, wherein the temperature of heating the boron selective adsorption resin in ultrapure water in step (c) is 70°C to 120°C. 제1항에 있어서, 상기 단계 (d)에서 알칼리 금속 수산화물 수용액의 통액량은 2 내지 5BV이고 유속은 SV 0.5 내지 3이며, 초순수의 세정량은 4 내지 8BV이고 유속 SV는 10 내지 30h-1인, 가공 방법.According to claim 1, wherein in step (d), the flow rate of the alkali metal hydroxide aqueous solution is 2 to 5 BV, the flow rate is SV 0.5 to 3, the washing amount of ultrapure water is 4 to 8 BV, and the flow rate SV is 10 to 30 h -1 , processing method. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 방법에 따라 가공된 붕소 선택 흡착 수지.12. A boron selective adsorption resin processed according to the method according to any one of claims 1 to 11. 제12항에 있어서, 비저항이 18.15 ㏁.㎝ 이상이고, 2개월 이후 비저항 감소율이 10% 이하인, 붕소 선택 흡착 수지.The boron selective adsorption resin according to claim 12, wherein the specific resistance is 18.15 ㏁.cm or more, and the specific resistance decrease rate after 2 months is 10% or less.
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KR20200070487A (en) * 2018-12-07 2020-06-18 주식회사 삼양사 Method for preparing a boron selective adsorption resin for use in the production of ultra pure water

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