[发明专利]从六氯乙硅烷中除去钛的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过用有机化合物处理从六氯乙硅烷除去钛的方法。

背景技术

从硅化物制备的六氯乙硅烷通常含有痕量的钛和其他金属杂质。钛很关键，因为氯化钛(IV)的沸点仅仅与六氯乙硅烷稍有不同。为了除去它，需要复杂的分馏。

一个选择是在分离硅期间处理产生的硅烷混合物，因为这里用到的氯硅烷可以相对容易地通过分馏除去钛。在分离硅期间，乙硅烷又从氯硅烷形成，但浓度以重量计低于1％。一旦这些硅烷储存在不锈钢容器中，腐蚀作用可以导致钛再次出现在产物中，至此又仅能通过分馏分离。

US3878291(1975年4月15日，Kleber等)描述一种获得没有钛和其他金属的四氯硅烷的复杂方法。

发明内容

本发明提供一种从六氯乙硅烷中除去钛化合物方法，其中六氯乙硅烷用包含结构单元≡C-S-或者≡C-O-的有机化合物(V)处理。

钛杂质，尤其是氯化钛(IV)，被包含结构单元≡C-S-或者≡C-O-的有机化合物(V)键合，因此可以被容易分离。

根据本发明的方法的另一优点是以高纯度获得六氯乙硅烷。可以获得的纯度为最多100ppb的钛，优选最多50ppb的钛(基于质量)。

接下来的使用化合物(V)的处理中，键合的钛化合物可以用不同的方式从六氯乙硅烷中分离出来。键合的钛化合物优选通过蒸馏、倾析或者过滤从六氯乙硅烷中分离出来。

与未处理的六氯乙硅烷相比蒸馏变得相当简单，归因于键合的钛化合物的沸点改变，可以无需复杂的分馏。优选地，键合的钛化合物保留在蒸馏装置的底部。

当从六氯乙硅烷去除钛化合物时，还可以使用溶剂。

结构单元≡C-S-或者≡C-O-优先选自结构单元≡C-S-H、≡C-S-C≡和≡C-O-C≡。二硫化物(≡C-SS-C≡)和三硫化物(≡C-SSS-C≡)也是合适的。

优选的化合物(V)是环醚化合物，其优选具有至少5个环原子并且优选具有最多30个环原子，例如1，3-二氧戊环、四氢呋喃、四氢吡喃、四氢吡喃、1，4-二氧六环、[12]冠-4([12]crown-4)、[15]冠-5([15]crown-5)。环醚化合物可以有烃取代基，尤其具有1至6个碳原子的烷基，优选甲基和乙基。取代的环醚化合物的实例为4-甲基-1，3-二氧戊环、3-甲基四氢呋喃、2，2-二甲基-1，4-二氧六环。

同样优选的化合物(V)为直链或者支链的醚化物(≡C-O-C≡)，例如单醚或多醚(聚醚)。优选单醚是沸点在1bar下为至少60℃的醚，例如二正丙醚。可以使用的多醚还为聚亚烷基二醇(polyalkylene glycols)，例如聚乙二醇或聚丙二醇。聚亚烷基二醇的平均摩尔质量Mn为至少150，尤其至少500，优选最多10000，尤其最多5000。

优选的化合物(V)还为环状或直链硫醚化合物，例如二烷基硫醚。在硫醇(≡C-S-H)中，优选分子量为至少1000的化合物。其实例是具有SH基团的乙烯基聚合物(vinyl polymer)，例如离子交换剂，例如G 73。

每100重量份的六氯乙硅烷，使用至少0.001重量份，特别优选至少0.05重量份的化合物(V)，并且最多10重量份，特别优选最多5重量份的化合物(V)。

含有六氯乙硅烷的混合物也可以用有机化合物(V)处理。

优选地，使用的六氯乙硅烷含有最多100ppm，特别优选10ppm，尤其1ppm的钛，在各个情况下均基于重量。

例如，可以使用由HCl和硅化钙反应、由氯和硅反应或由多晶硅分离中的工艺废气得到的含有六氯乙硅烷的氯硅烷混合物，特别优选在多晶硅分离过程中得到的工艺废气得到的。使用的这些氯硅烷混合物可以在纯化之前或期间用氯处理以便氢氯硅烷(hydrogenchlorosilane)转化为氯硅烷，因为尤其具有相对高的氢含量的氢氯硅烷可以自燃。

使用的氯硅烷混合物还可以与其他物质混合，例如活性炭或——如果可能——优选由热解法或沉淀法生产的二氧化硅。

用有机化合物(V)处理优选在至少-5℃，优选至少15℃下进行。

如果通过蒸馏分离键合的钛化合物，则蒸馏可以在大气压、超大气压(superatmospheric pressure)或减压下进行。

根据本发明的蒸馏可以在有或者没有保护气体的情况下进行，保护气体例如氮、氦、氩；此外，还可以在空气中进行，前提是水分含量最多10ppbw。优选地，出于成本原因，蒸馏在氮气存在下进行。

具体实施方式