[发明专利]一种多晶硅除杂螯合树脂及其合成方法

说明书

本发明公开了一种多晶硅除杂螯合树脂及其合成方法，先将伯胺树脂湿球与氯乙酸溶液反应生成氨基羧酸树脂球；然后将氨基羧酸树脂球与草酰氯在二氯乙烷溶液中进行酰化反应，引入‑COCl官能团，得到氨基酰氯树脂球；再将含有氨基酰氯的树脂球与二乙胺继续进行氨化反应得含有氨基酰胺的大孔螯合树脂；最后将制得成品经微波干燥得到除杂螯合树脂。本发明将硼、磷的含量彻底降低、且操做方法简单、使用周期长，可大幅提高三氯氢硅的质量，保证多晶硅产品的质量稳定。

技术领域

本发明属于高分子分离材料及多晶硅的制备技术领域，具体涉及一种多晶硅除杂螯合树脂及其合成方法。

背景技术

随着全球范围内传统能源的枯竭，可再生能源、清洁能源的得以大力发展，太阳能、风能等可再生能源已经逐渐成为人类可持续发展的必然选择，而多晶硅做为太阳能电池的主要原料，其需求日益增加，而高纯三氯氢硅作为多晶硅的主要原材料，其品质要求对多晶硅产品质量起着至关重要的作用。

目前，国内市场上生产的三氯氢硅质量普遍偏低，均含有不同比例的硼系及磷系化合物，而在一定条件下杂质硼、磷与多晶硅发生反应生成不同的化合物，而这些杂质化合物对多晶硅产品的产量和质量影响很大，而目前三氯氢硅生产企业生产的粗品中硼、磷含量为0.2～0.4ppm，而多晶硅要求原料三氯氢硅中硼、磷的含量要低于0.08～0.1ppm，电子级多晶硅要求是ppb级的，所以生产企业必须降低三氯氢硅中的杂质含量。

目前市场上对于三氯氢硅除杂的方法有物理精馏提纯法、低沸法、传统树脂吸附法、西门子法等，但处理效果不甚理想，传统精馏处理方法不成熟，效果不理想；低沸法因为原料硅粉中杂质含量的变化导致处理效果不稳定，且操做方法复杂；传统树脂吸附法处理方法简单，但不能彻底处理杂质，且成本较高；西门子法成本高、耗电大、设备复杂还存在污染等因素。

鉴于多晶硅生产企业对于原料三氯氢硅的质量要求，迫切需要有效解决三氯氢硅中杂质硼、磷等的含量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种多晶硅除杂螯合树脂及其合成方法，可以高效除掉三氯氢硅中的硼、磷等杂质且含水量低于1％的新型螯合树脂，制备的新型高效除杂螯合树脂去除率可达99.5％以上，且处理后的三氯氢硅纯度高、树脂处理量大。

本发明采用以下技术方案：

一种多晶硅除杂螯合树脂，螯合树脂的结构如下式所示：

其中，P为交联度6～8的大孔吸附树脂白球。

一种多晶硅除杂螯合树脂的合成方法，先将伯胺树脂湿球与氯乙酸溶液反应生成氨基羧酸树脂球；然后将氨基羧酸树脂球与草酰氯在二氯乙烷溶液中进行酰化反应，引入-COCl官能团，得到氨基酰氯树脂球；再将氨基酰氯树脂球与二乙胺进行氨化反应得到含有氨基酰胺的大孔螯合树脂；最后将大孔螯合树脂经微波干燥得到除杂螯合树脂。

具体的，包括以下步骤：

S1、将伯胺树脂球加入氯乙酸溶液中并搅拌得混合液A，用质量浓度15％的碳酸钠水溶液调节混合液A的pH值后经保温处理，滤出伯胺树脂球并水洗至中性，得氨基羧酸树脂球；

S2、将步骤S1制备的氨基羧酸树脂球加入反应釜中，用二氯乙烷溶液溶胀后搅拌得混合液B，再加入草酰氯溶液，滴加DMF溶液后搅拌，升温后经保温回流处理，滤出氨基羧酸树脂球，水洗、煮球，得氨基酰氯树脂球；

S3、将步骤S2制备的氨基酰氯树脂球加入反应釜中，用二氯乙烷溶液溶胀后搅拌得混合液C，再加入二乙胺溶液，滤出氨基酰氯树脂球，经水洗、煮球后得氨基酰胺树脂球；

S4、采用微波干燥工艺，对步骤S3制备的氨基酰胺树脂球置进行干燥处理制成含水量1％的干基高效除杂螯合树脂。