用于提纯四甲基碳酸氢铵的树脂的再生条件探索

用于提纯四甲基碳酸氢铵的树脂的再生条件探索周金金，罗耀明，张新胜*（华东理工大学联合化学反应工程研究所，上海，200237，Email:[e-mail]）四甲基氢氧化铵(TMAH)[1]是一种强的有机碱，无色、无臭，在室温下蒸汽压也低，在135-140℃完全气化，高纯品在140℃低温处理也无微量残渣。含TMAH1%(wt)溶液的PH值为12.9，是一种碱性与苛性碱同等程度的有机碱。在工业领域有着广泛的用途，例如用于有机硅系列产品合成中的催化剂，聚酯类聚合，纺织、塑料制品与皮革等领域。在电子行业中，主要用作印刷电路板的光刻显影剂、硅晶片蚀刻剂以及微电子芯片制造中的清洗剂等。电子级的四甲基氢氧化铵，质量要求非常苛刻，金属离子含量均不超过10µg/L。目前制备高纯四甲基氢氧化铵比较常用的方法为电解，而四甲基碳酸氢铵由于其电解产生的是无腐蚀性的CO2、电流效率高、生成杂质少等优点，是电解比较理想的原料[2]。电子级的四甲基氢氧化铵中对于金属离子含量控制严格，势必要求电解原料中的金属离子也尽可能少。鉴于原料的特殊性，去除金属离子主要采用离子交换树脂。经过本实验室前人的筛选，提纯使用WU64-H阳离子交换树脂，以漏钠点作为树脂饱和的标志，保证原料的纯度[3]。为节约操作成本，树脂常会循环使用，为保证产品的质量，树脂再生条件的选择十分重要。实验采用盐酸作为再生液。树脂失效后的再生方式有多种，大致可以分为静态再生和动态再生两种[4]。就再生方式，我们主要考察静态再生、动态再生中的顺流再生及逆流再生。同等体积已处理过原料四甲基碳酸氢铵的树脂若干份，选用不同的再生方式、不同浓度的盐酸、不同用量的盐酸予以再生。再生好的树脂，控制以相同的流速处理同种原料，分析流出液中的金属离子含量，得到相应的流出曲线，对比提纯效果。另外，也就一般再生（盐酸）及彻底再生（盐酸-氢氧化钠-盐酸）后的处理效果进行比较。实验表明，树脂不宜采用静态再生，操作最好采用逆流方式再生树脂，盐酸质量分数6-8%。由于待处理的料液其金属离子的含量本来就不是很高，所以顺流再生也能满足，盐酸质量分数6-8%。盐酸用量选用3-4倍床层体积较合适。树脂一般再生与彻底再生就杂质含量本身就不多的原料四甲基碳酸氢铵而言，差别不大，考虑到操作的繁简程度，一般再生即可满足。参考文献：[1]吕恩雄.浙江化工,1989,20(3):18-20[2]Aoyama,Tetsuo.Processforproductionofquaternaryammoniumhydroxides[P].EP:0269949,1987[3]袆夏笃.离子交换树脂[M].北京:化学工程出版社,1983:183[4]郑冠山.四川水泥,2000,(6):42-42TheExplorationofTheConditionsAppliedforRegenerationofTheResinUsedforThePurificationofTetramethylammoniumHydrogencarbonateJinjinZhou,YaomingLuo,XinshengZhang(EastChinaUniversityofScienceandTechnology,StateKeyLaboratoryofChemicalEngineering,Shanghai,200237,Email:[e-mail])