[发明专利]阴离子交换制备四丁基氢氧化铵水溶液的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种阴离子交换制备四丁基氢氧化铵水溶液的方法。

背景技术

四丁基氢氧化铵(TBAOH)是一种有机强碱，常用作色谱分析剂、电子工业洗涤剂、相转移催化剂、表面活性剂、模板剂等。其中高纯四丁基氢氧化铵主要是用于芯片的清洗和腐蚀，它的纯度和洁净度对集成电路的成品率、电性能及可靠性都有着十分重要的影响。四丁基氢氧化铵作为色谱分析剂，在工业、科研领域有着极为广泛的用途。其铵盐，即四丁基铵盐具有高效、低毒等特点，常用作杀菌剂，被广泛应用于在医药、卫生等行业。该产品的生产方法主要有以下几种:1、氧化银法；2、电解法；3、氢氧化钾法；4、强碱性阴离子交换树脂与四丁基溴化铵的离子交换法；5、有机酸四丁基铵盐水溶液电流分解法；6、离子膜法。经过对比可以发现氧化银法、电解法和氢氧化钾法中杂质离子难以去除，原料产物分离难度大，设备成本和生产成本高等缺点；有机酸四丁基铵盐水溶液电流分解法设备成本和能耗成本高；离子膜法交换速度慢，交换效率低，无法满足工业生产获得大量产品的要求；强碱性阴离子交换树脂与四丁基溴化铵的离子交换法价格低廉，对设备要求低，工艺简单，可操作性强。目前，我国四丁基氢氧化铵的生产主要采用的是膜电解法，该方法虽然产品纯度高，但能耗高。

发明内容

本发明的目的是为了增加产品纯度和含量，节约成本，减小能耗，而提供一种阴离子交换制备四丁基氢氧化铵水溶液的方法。

本发明的技术方案为：阴离子交换制备四丁基氢氧化铵水溶液的方法，具体制备步骤如下：首先，将强碱性阴离子交换树脂装填于带有外循环装置的离子交换柱中，经预处理完全转换成OH^-型；然后，调节流量将四丁基溴化铵水溶液通入交换柱内，与树脂进行交换反应，同时通过外循环调节交换反应温度，反应后即得到质量浓度25％-30％的四丁基氢氧化铵水溶液。离子交换树脂可经NaOH溶液再生，循环使用。

优选所述阴离子交换树脂的型号为201*4型、201*7型、D290型或D210型中的一种。

优选上述的强碱性阴离子交换树脂预处理方法为：

(1)以2～3倍树脂体积，温度20～50℃，质量浓度为1％～15％的NaCl水溶液处理树脂，经去离子水洗至出液为无色溶液；

(2)以2～3倍树脂体积，质量浓度为0.5～5％的NaOH水溶液继续处理经步骤(1)处理过的树脂，经去离子水洗至出液为中性；

(3)以0.5～1倍树脂体积，质量浓度为0.5％～4％的溶剂继续处理经步骤(2)处理过的树脂，经去离子水洗至出液为中性；

(4)经1～2倍树脂体积，质量浓度为1％～10％HCl水溶液处理经步骤(3)处理过的树脂，水洗至出液中性；

(5)用温度20～50℃，质量浓度为2％～15％的NaOH水溶液继续处理经步骤(4)处理过的树脂，至树脂完全转换成OH^-型；再水洗树脂至出液经AgNO₃水溶液检测后无沉淀；树脂离心除去表面结合水后待用。

优选步骤(3)中所述溶剂为亚硫酸钠、EDTA或酒石酸中的一种。

优选所述的四丁基溴化铵水溶液的质量浓度为25～55％。

优选交换反应温度为15～40℃。优选四丁基溴化铵的进料流量为0.1L/h～10L/h。

有益效果：

本发明产物四丁基氢氧化铵水溶液经分析质量浓度可达到25％～30％，溴离子浓度小于等于500ppm，液色度小于20(APHA)。可满足市场的技术需求，本发明的离子交换技术可提高企业的经济效益和社会效益，克服其他制备方法的种种缺陷，具有操作简单、安全性高、设备要求低，且无污染，绿色环保等优点。

具体实施方式

下面通过实施例，进一步阐明本发明的突出特点和显著进步，仅在于说明本专利而却不限制本专利。

【实例1】阴离子交换树脂预处理方法

选用201*4型强碱性阴离子交换树脂，其预处理方法分五步，具体为：

(1)以2倍树脂体积，温度T₀为50℃，质量浓度为1％NaCl水溶液处理树脂，经去离子水洗至出液为无色溶液。

(2)以3倍树脂体积，质量浓度0.5％的NaOH水溶液继续处理上述树脂，经去离子水洗至出液为中性(pH为7)。

(3)以0.5倍树脂体积，质量浓度0.5％的亚硫酸钠水溶液继续处理上述树脂，经去离子水洗至出液为中性(pH为7)。

(4)经2倍树脂体积，质量浓度5％HCl水溶液处理上述树脂，水洗至出液中性(pH为7)。