光纤原料四氯化硅中微量三氯氢硅的气相色谱分析
三氯氢硅气相色谱分析中常见问题及处理
三氯氢硅气相色谱分析中常见问题及处理何加华3,王小辉(河北唐山中友硅业公司,河北唐山063021) [关键词]三氯氢硅;气相色谱;分析[摘 要]介绍了三氯氢硅气相色谱分析中的常见问题、产生原因及解决办法。
[中图分类号]TQ014 [文献标识码]B [文章编号]1008-133X(2007)S-0072-02 三氯氢硅中含有Si H2Cl2、SiCl4杂质,3者在沸点、极性、分子质量等方面有明显差异,因而在一般非极性或弱极性色谱柱上均可得到分离。
但由于三氯氢硅在空气中的不稳定性及腐蚀性,以及色谱仪本身的原因,在进行样品分析过程中会遇到各种问题。
三氯氢硅是易挥发的卤化物,接触空气即吸湿水解,产生二氧化硅白色水解物,产生强腐蚀性HCl 雾气,易腐蚀仪器。
用氢气作载气,也给操作安全和仪器稳定性带来了一系列问题。
本文中总结了实验中常出现问题的类型、原因及解决方法。
1 实验部分(1)仪器:北京北分瑞利集团的SP-2100型气相色谱仪,浙江智大色谱数据采集卡,1台通用计算机及软件。
(2)色谱分析条件:色谱柱为不锈钢填充柱,内径3mm;载气为H2。
(3)取样:1μL无存液式微量注射器,注射器进样后立即在60℃以上热气流中多次抽吸,以排除残余样品。
2 分析过程中常见问题及原因(1)基线不稳定。
由于气路漏气、分离柱未老化或污染、进样器污染、气源不纯、检测器污染或热丝损坏,都会造成基线不稳。
(2)进样后不出峰或峰保留时间长。
进样器内硅胶垫漏气、柱前漏气、注射器漏气或针头堵、进样器或柱箱温度过低、尾气管堵、色谱柱堵、灵敏度低,都会造成不出峰或峰保留时间长。
(3)色谱峰扩展或拖尾。
进样器脏、色谱柱填充过紧或固定相颗粒不均匀、色谱柱失效、尾气管堵等,都会造成色谱峰扩展或拖尾。
(4)出现未分辨峰。
色谱柱老化不彻底、硅胶垫碎屑污染色谱柱和进样器衬套,都会出现未分辨峰。
(5)峰分离不好。
载气流速过快、色谱柱失效、进样量过大、液担比过低等会造成峰分离不好。
四氯化硅制备三氯氢硅技术研究进展
四氯化硅催化氢化制备三氯氢硅
四氯化硅催化氢化制备三氯氢硅龙雨谦;刘颖颖;叶龙泼;付勰;蒋炜;周齐岭;梁斌【摘要】Using HZSM-5 as the support and different metal chlorides as the active components, the different supported catalysts for hydrogenation of silicon tetrachloride to trichlorosilane were prepared by impregnation method. The as-prepared catalysts were characterized by XRD,XPS and BET. The activity of the catalysts was investigated. The results showed that the chlorides of alkaline earth metal, especially barium, exhibited better catalytic activity for the hydrogenation of silicon tetrachloride; the maximum conversion of silicon tetrachloride of 20. 22% and the highest selectivity to trichlorosilane of 83. 01% were attained under the condition of reaction temperature 850℃ and BaCl2 loading 1 % ( mass fraction).%针对四氯化硅氢化反应,采用等体积浸渍法制备了以HZSM-5为载体,金属氯化物为活性组分的负载型四氯化硅氢化反应催化剂,考察了催化剂的催化性能,并进行了相应表征.结果表明,碱土金属氯化物对四氯化硅氢化过程有良好的催化效果,在BaCl2负载质量分数为1%和反应温度850℃条件下,反应最高转化率为20.20%,选择性83.01%.【期刊名称】《工业催化》【年(卷),期】2012(020)008【总页数】5页(P26-30)【关键词】催化化学;四氯化硅;催化氢化;HZSM-5;三氯氢硅;活性评价【作者】龙雨谦;刘颖颖;叶龙泼;付勰;蒋炜;周齐岭;梁斌【作者单位】四川大学化工学院四川省多相流传质与化学反应工程重点实验室,四川成都610065;四川大学化工学院四川省多相流传质与化学反应工程重点实验室,四川成都610065;中国成达工程有限公司,四川成都610041;四川大学化工学院四川省多相流传质与化学反应工程重点实验室,四川成都610065;中国成达工程有限公司,四川成都610041;四川大学化工学院四川省多相流传质与化学反应工程重点实验室,四川成都610065;中国成达工程有限公司,四川成都610041;四川大学化工学院四川省多相流传质与化学反应工程重点实验室,四川成都610065【正文语种】中文【中图分类】O643.36;TQ426.6多晶硅是目前最主要的光伏材料,生产工艺主要为改良西门子法,每生产1 t多晶硅副产15 t以上的四氯化硅[1]。
光纤用四氯化硅生产现状及标准分析
3I ndustry development行业发展光纤用四氯化硅生产现状及标准分析李素青(有色金属技术经济研究院有限责任公司,北京 100089)摘 要:随着智慧城市、大数据以及5G 通讯的发展,我国对光纤的需求将保持高速增长,光纤用四氯化硅是光纤预制棒的主要原料,多晶硅企业发展光纤级四氯化硅具有广阔的市场。
本文简要阐述了光纤发展近况,重点介绍了光纤用四氯化硅的生产现状,对国内已发布和在研的四氯化硅产品标准进行了简要分析,并结合标准内容给出了光纤用四氯化硅杂质元素含量的要求,最后对完善四氯化硅标准配套情况及改进四氯化硅提纯工艺提出了几点建议。
关键词:四氯化硅;光纤预制棒;光纤中图分类号:TN253 文献标识码:A 文章编号:11-5004(2020)21-0003-2收稿日期:2020-11作者简介:李素青,女,生于1985年,汉族,内蒙古人,硕士,高级工程师,研究方向 :有色金属材料标准化。
据前瞻产业研究院发布的《中国光纤光缆行业发展前景与投资预测分析报告》统计数据显示,2011年以来,我国光纤光缆产量呈现逐年增长的趋势。
2011年中国光纤光缆行业产量仅仅为0.95亿芯公里。
到了2016年中国光纤光缆行业产量增长突破2亿芯公里,2011~2016年期间年均增长率高达16.7%。
预计2020年国内整体光纤的需求将达到3.48亿芯公里规模,2021年全球光纤需求将超过6.1亿芯公里,2023年将增长到6.5亿公里。
未来五年,全世界要铺设的光纤长度约30亿公里。
本文主要阐述光纤用四氯化硅的生产现状,并对相关标准进行分析。
1 光纤用四氯化硅技术要求光纤用四氯化硅是光纤预制棒的主要原料,其占光纤成分总量的85%~95%[1]。
作为生产光纤的主要原料,四氯化硅中的金属离子杂质是引起光纤损耗的关键因素。
高纯四氯化硅分为外包层级和纤芯级两个级别,为了严格保证光纤产品质量,用于制造光纤预制棒的四氯化硅中金属杂质含量应满足表1的技术指标。
三氯氢硅分析规程
三氯氢硅分析规程1、主题内容与适用范围本标准规定了三氯氢硅分析岗位的任务,原理,流程,准备工作,仪器运行,注意事项,不正常现象及其处理办法,安全操作及劳动保护,岗位责任制,交接班制度等。
2、岗位任务本岗位的任务是利用气相色谱,以氢气为载气,TCD为检测器,分析三氯氢硅粗品及成品的组份。
3、气相色谱原理及流程简介当经净化处理流量适当的载气在仪器内流过时,若有样品注入,则带着样品进入色谱柱,由于样品中各种组分对色谱柱中固定相的吸附或分配系数上的差异,当混和组分样品在载气冲洗下,流经一定长度的色谱柱后,就被分离成各种单一成分,并按一定时间顺序,依次进入检测器传感器,通过非电量变换,将化学成分信号变为电信号(电压或电流),送入记录仪或处理机,记录下色谱图谱并进行处理,这样,根据特定条件下出峰的时间,即可确认其化学成分,根据峰面积的大小,可确定其含量,从而达到对混和物进行定性定量分析的目的。
4、开机前的检查准备工作4-1、检查氢气钢瓶是否正常。
4-2、检查通风系统是否正常。
4-3、检查仪器管路是否完好正常。
4-4、检查水、电等公用工程供应是否正常。
4-5、一切准备工作就绪后,准备开机。
5、仪器条件柱箱温度:55℃保护温度:100℃检测器温度:120℃保护温度:180℃汽化温度:120℃保护温度:180℃热导电流80mA6、仪器正常运行6-1、打开通风罩6-2、打开氢气钢瓶总阀6-3、待色谱仪上所有压力表均有读数后,打开色谱仪。
6-4、等待10分钟,待仪器稳定后,开启柱箱、TCD检测器、汽化温度,并调节至上述仪器条件要求温度。
6-5、待仪器温度稳定后,打开热导桥流并恒定至仪器条件要求电流。
6-6、桥流调零,查看基线是否平稳。
6-7、基线稳定后,可开始进样。
6-7-1、用玻璃小瓶取样,取样回来及时放入冰箱速冻约10分钟,取出样品后应立即做样。
6-7-2、进样用1ml一次性针管,每次进样0.02-0.04ml。
光谱仪器分析三氯氢硅方法解读
粗SiHCl3/SiCl4杂质分析操作规程目录1 范围…………………………………………………………………………………□2 引用标准…………………………………………………………………………□3 定义………………………………………………………………………………□4 管理职责……………………………………………………………………………□5 管理程序……………………………………………………………………………□6 其它事项……………………………………………………………………………□7 检查…………………………………………………………………………□ 8 表格与记录…………………………………………………………………………□ 9 附录…………………………………………………………………………□粗SiHCl3/SiCl4杂质分析操作规程1 范围本操作规程适用于粗SiHCl3/SiCl4中杂质分析的作业人员和相关技术管理人员,SiHCl3/SiCl4中含杂质量的ICP-OES法测定。
本操作规程规定了粗SiHCl3/SiCl4中杂质分析的要求、所需资源、技术条件等。
目的是控制粗SiHCl3/SiCl4产品质量。
测定元素:B、P、Al、Fe、Ca、Cu、Ti、Cr、Ni、Mn、Pb、Sn、Zn、K、Na、Sb、As。
测定范围:1PPb~1PPm。
2 引用标准无3 定义3.1 空白值:用完全不含欲测物资,而其它主份的含量与分析样品又完全相同的样品,按照样品分析的全部操作处理所测得的数值。
4 工作职责4.1 检测操作专责岗位人员,全权负责SiHCl3/SiCl4杂质分析的检测工作,按照分析周期实施检测,并对分析数据的准确性负责。
5 检测程序5.1 工艺流程图5.2 程序:5.2.1 三氯氢硅或四氯化硅试样的处理:在洗净的PFA坩埚中加入试样三氯氢硅为10毫升左右,摇匀,在冷处放置10分钟,轻轻摇动后放入蒸发器中(图1)。
以净化过的氮气赶掉主体,逐渐升高温度至35~40℃(SiCl4为50~60℃),使试样慢慢挥发。
气相色谱法测定四氯化硅的纯度
气相色谱法测定四氯化硅的纯度方志青1,张明时2,林野2,秦樊鑫2【摘要】摘要:提出了气相色谱法测定四氯化硅的纯度。
采用LD-SE-54(0.53 mm×30 m,1.2μm)石英毛细管色谱柱分离,热导检测器检测,面积归一化法定量。
方法用于分析四氯化硅标准样品,测定值与标准值的相对误差为0.18%,相对标准偏差(n=5)为0.12%。
【期刊名称】理化检验-化学分册【年(卷),期】2011(047)005【总页数】3【关键词】关键词:气相色谱法;热导检测器;四氯化硅;纯度四氯化硅是生产石英通信光纤的主要原料,也可用于生产有机硅担体、有机硅油、硅树脂、硅橡胶等[12]。
不同生产领域对四氯化硅纯度的要求各不相同。
从钛厂尾气回收精制的四氯化硅中含有多种杂质,如氯化氢、三氯氢硅、二氯氢硅、二氯甲烷、四氯化碳、三氯乙酰氯等挥发性氯化物,氯化铝、氯化铬、氯化锌、氯化铜、氯化铁、氯化铅等金属氯化物[34]。
我国电子工业部标准采用化学光谱分析方法测定四氯化硅中硼、磷及金属杂质的含量[5],此外还有报道采用红外光谱法或气相色谱法测定四氯化硅中杂质,多为测定三氯氢硅等含氢杂质[67]。
本工作通过优化试验条件,建立了一种以热导池为检测器,非极性厚膜石英毛细管色谱柱为分离柱的气相色谱分析方法,测定四氯化硅纯度。
1 试验部分1.1 仪器与材料Shimadzu GC16A型气相色谱仪,配热导检测器(TCD);Sepu3000型色谱工作站。
样品瓶和取样瓶(小口有螺纹盖试剂瓶,配医用聚四氟胶塞,螺纹盖上钻两个直径为2 mm的小孔);不锈钢U型导管(内径0.5 mm、外径0.8 mm、长150 mm 不锈钢管,两端口磨成尖锐坡型,弯成端口错位50 mm的不对称U型导管);聚四氟隔离胶柱(直径5 mm,长20 mm);50 mL注射器;5μL微量进样器。
1.2 仪器工作条件LDSE54石英毛细管色谱柱(0.53 mm×30 m,1.2μm),载气为氢气(纯度大于99.999%),载气流量为50 mL·min-1,进样量为2.0μL,分流比为1比5,气化室温度150℃;柱程序升温:初始温度50℃,保持4 min,以10 ℃·min-1速率升至120℃,保持1 min。
光化法去除四氯化硅中三氯氢硅的实验研究
Ma iS ioig Wa gTea , u nQn MoJ , e i oWe,uXapn , n i n Y a i, i R nJ n y e a
( ei u i f r pi l ehooyC . Ld ,eea R s r sttfr o-e osMe l,e ig10 8 , h a Bin G on l ae O ta cnl o ,t. Gnrl e ac I tu n r u tsB in 00 8 C i ) jg jg n d c T g e h n i eo N F r a j n
s i f h s a tr r n lz d d r g te p oo e cin p o e su i g uta i lt ih t 3 h p o e ef co swee a ay e u i h tr a t r c s s l v oe g ta 0~3 0 n Re u t s o e t n h o n r l 3 8 m, s l h w d s ta h tr a t n t n ra e i h o a eo w mae a ce s sa d t ed c e s fl h ne st . n o d r or — h tp o o e ei i i c e s s w t t e d s g f a t r l n ra e n e r a e o g t tn i I r e e o me h r i i h i i y t mo e tih oo i n , e a u t - b t n er t fc lrn o t c lr s a e mu t e g e t r h n 2 : t e s. h r x v r lr sl e t mo n s sa c a i o ho i e t ih o o i n s r ae a 2 1a a t T e ee — c a h  ̄f u o r l b t l itd a ci c au w e mo n-f u sa c ai fc l r e t r h oo i n s n to e t p o o e c in t e se rt a v le, h n a u t - b t n e rt o h o i o ti l r s a e wa o v r i, h t ra t i il os o n c l o me d —
光纤用四氯化硅中金属杂质的检测方法
光纤用四氯化硅中金属杂质的检测方法李春华;陈黎明【摘要】In the clean room used heating volatile pretreatment method for preparation of tetrachlorosilane samples used in optical fiber , metal impurity was tested by high resolution inductively coupled plasma mass spectrometer(HR-ICP-MS), which can effectively improve the resolution of each element, and low the limit of detection, with recovery methods to calculate the recovery rate was 85.1-115.4.% 在洁净室里采用加热挥发的前处理方法制备光纤用四氯化硅样品,用高分辨电感耦合等离子体质谱仪(HR-ICP-MS)测试金属杂质含量,可以有效地提高各元素的分辨率,降低检出限,用加标回收的方式计算回收率在85.1-115.4之间。
【期刊名称】《上海计量测试》【年(卷),期】2013(000)002【总页数】3页(P32-34)【关键词】四氯化硅;金属杂质;检测【作者】李春华;陈黎明【作者单位】上海市计量测试技术研究院;上海市计量测试技术研究院【正文语种】中文0 引言光纤通信具有传输频带宽、通信容量大、中继距离长、保密性强、抗干扰性好、有色金属材料节省等优点,得到各国广泛的关注。
随着近几年通信信息产业的快速发展,全球对通信光纤的需求量迅猛增长。
通信中大规模使用的光纤是石英光纤,其原材料主要是四氯化硅。
2008年以来,我国光纤通信技术发展飞速,但是光纤制备提纯和检测技术与发达国家相比存在相当大的差距,尤其是光纤制备技术[1]。
电子级三氯氢硅分析方法
行业标准《硅外延用三氯氢硅中总碳的测定气相色谱法》编制说明一、任务来源硅外延用三氯氢硅(TCS)是电子工业用的新型硅源气体,是广泛用于生产多晶硅和半导体器件的关键原料。
硅外延用三氯氢硅中微量的杂质元素会对硅外延片的电学性能产生严重影响。
硅外延层中微量的碳会形成碳化硅,1~3ppm的碳含量将会导致堆垛层错和氧的成核。
用于半导体器件的硅外延层中氧含量越高,则电池片的光电转换效率越低;碳含量越高,应力越大,越容易破碎。
因此,对硅外延用三氯氢硅(TCS)中杂质含量的分析控制是保证产品质量的重要环节。
而全世界仅有少数厂家生产高纯度三氯氢硅,我国高纯度三氯氢硅基本依赖进口,也没有相应的国家标准更没有相应的国家标准分析方法。
我公司为了顺应市场需求,通过近十年的工作,生产出质量稳定的硅外延用三氯氢硅,填补了国内空白,替代了进口三氯氢硅产品。
也开发完成了三氯氢硅中杂质成分的分析方法,为保证产品品质,提供了强有力的保障。
硅外延用三氯氢硅(TCS)主要含有三大类杂质成分,第一类是硼、磷、铁等杂质元素,第二类为其它氯硅烷杂质成分,第三类为含碳杂质成分。
第一类杂质元素硼、磷、铁等的ICPMS 分析方法国家标准,已由本公司起草完成并于2012年颁布发行。
2013年本公司又申报了《硅外延用三氯氢硅化学分析方法其它氯硅烷的测定》和《硅外延用三氯氢硅化学分析方法总碳含量的测定》有色金属行业标准项目的制定,经工信部批准,下发了工信厅科〔2013〕102号文件,委托中锗科技有限公司负责起草有色金属行业标准《硅外延用三氯氢硅化学分析方法总碳含量的测定》。
项目计划编号为2013-0395T-YS,要求于2014年完成。
二、编制过程经过大量的文献调研,我们了解到三氯氢硅中含碳杂质主要是各类有机氯硅烷,如甲基二氯硅烷、甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷或其它有机杂质成分。
而行业内对三氯氢硅中含碳物质的分析,基本是两种方法,第一种方法是采用将三氯氢硅中含碳杂质转化为甲烷后,利用带有FID检测器的气相色谱进行测定;第二种是采用GCMS测定三氯氢硅中的甲基氯硅烷等含碳有机杂质。
微量特种气体的FT_IR定量分析
化氢、氨气等气 体的定量分析 中得到了应 用 [ 2 3] , 该方法是将待测物质用吸收液吸收生成相应的离子
进行检测, 与分光光度法检测的前处理过程类似, 存在操作复杂、耗气量大、耗时长以及对微量易吸
附物质定量准确性差等缺点, 限制了其在微量气体 检测中的应用。与以上气体不同, 氯代硅烷可以使 用常规的气相 色谱法进行检测, 但是因其 活性极 高, 遇水立即发生反应, 当使用色谱分析时, 对进 样系统要求较 高 [ 4] 。除以 上所述气 体之外, 还存 在多种难 以用 普通方 法分 析的 特种 气体, 如 HF 等, 急切需要开拓新的检测方法。
51 09
0 42
一氧化氮 16 99 16 76 16 98 17 06 16 99 17 01
16 97
0 62
表 2 各种物质红外吸收响应值的日间进样重复性结果 T able 2 Reproducibility of FT IR abso rpt ion responses of inter day sam pling experim ent w ith typ ical gases
定度取 2% , 三者按正态分布计算; ur ( f 3 ) 是由基线 噪声对待测组分红外吸收 峰的影响产生的 不确定 度, 按矩形分布计算 [ 9] , 计算公式如下:
测定, 测定条件相同, 因此压力和温度带来的不确 定度可忽略不计, 即:
ur (f3 ) = D / 3 式中, D 为基线噪声对吸收峰的影响, 在本实验条件
2010 10 27 49 86
2010 11 01 50 54
2010 11 05 49 73
50 04
0 86
一氧化氮
测试日期
20 3 )
三氯氢硅中痕量磷气相色谱图测定
• 玻璃色谱柱 D:4mm L:3m • 固定相 6201但体(40-60目) DC-703(或1#)硅油 • 石英小瓶(约5ml,带橡皮塞) • 10ml注射器和5#不锈钢注射针头 • 耐高温硅橡胶板 • 干燥氢气的要求 (在大干燥器管内装入净化氢气用的5A分子筛或105钯分子
三氯氢硅中痕量磷的气相色谱图
目录
气相色 谱法测 定 H2的 组分
样品采样 检测依据及设备 检测原理及工艺流程图 检测环境及影响因素
检测报告书
气相色谱法测定 三氯氢硅中痕量 磷
三氯氢硅的采样:三氯氢硅
检测依据
检测设备
三氯氢硅中痕量磷的气相色谱测定
色谱法基本原理:基于时间的差别进行分离。 将气化的混合物或气体通过含有某种物质的管,基于管中物质对不同化合物的保留
测量、计 算
分析步骤
1、打开氢气阀门,将载气流量调到40ml/min,待气流量稳 定
2、打开设备电源开关
3、待设备稳定后,进入“定温设置”界面,设定“柱箱”
温度
70℃,“汽化室”温度100℃,“检测器”温
பைடு நூலகம்
度90℃
4、在恒温控制0.5h左右,进入“热导”界面,开启热导工 作开关
5、射品取器在少抽载量取气S推SiHiH动CCl3下l样3液送品体入在样色预品谱先约柱准0进备.0行2好m分的l,离小迅,石速通英注过甁入检内进测,样器用口检1m,定l样注和 色谱工作站处理,获得HCL SiH2CL2 SiHCl3 SiCl4
气相色谱法测定干法H2的组分
采样
氢气:高纯氢(GB/T7445-1995),经5A分子筛和变色硅胶吸附 固定相:6201但体(40-60)目 DC-703硅油
三氯氢硅及四氯化硅的物化性质
三氯氢硅三氯氢硅主要参数:三氯氢硅又称三氯硅烷、硅氯仿,英文名称: trichlorosilane 或 silicochloroform ,分子式为 SiHCl3 ,用于有机硅烷和烷基、芳基以及有机官能团氯硅烷的合成,是有机硅烷偶联剂中最基本的单体,也是生产半导体硅、单晶硅的原料,随着有机硅烷偶联剂工业的发展而出现供不应求,三氯氢硅生产量越来越大。 三氯氢硅是无色液体,易挥发,易潮解,在空气中发生反应产生白烟,遇水分解,溶于苯、醚等有机溶剂。属一级遇湿易燃物品,易燃易爆,遇水反应产生氯化氢气体;它与氧化剂发生强烈反应,遇明火、高热时发生燃烧或爆炸。 【CAS号】 10025-78-2 【分子式】 CL3-H-SI 【分子量】 135.44 【比重】 1.35 (0℃ ) 【熔点】 -134 ℃ 【沸点】 31.8 ℃ 【蒸汽压】 400 毫米汞柱 【蒸汽密度】 4.7 【急性毒性】口服-大鼠LD50:1030毫克/公斤;吸入-小鼠LC50:1500毫克/立方米/2小时 【毒性分级】中毒 【闪点】 -13.89 ℃ 【可燃性危险特性】 遇明火、高温、氧化剂易燃;遇水或高温产生有毒氯化物烟雾 【储运事项】库房通风低温干燥;与氧化剂、酸类分开存放 【灭火剂】干粉、干砂、二氧化碳、泡沫 三氯氢硅物理特性如下: 比重:1.35 ; 相对气体密度:4.7 ; 沸点:31.8 ℃; 饱和蒸气压(14. 5 ℃) 53 . 33Kpa ; 闪点:-13.9 ℃(开杯); 自燃温度:175 ℃; 爆炸下限:6. 9 %; 爆炸上限:70 %; 溶解性:溶于苯、醚等有机溶剂; 具有急性毒性。
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三氯氢硅又称三氯硅烷、硅氯仿,英文名称:trichlorosilane或silicochloroform,分子式为SiHCl3,用于有机硅烷和烷基、芳基以及有机官能团氯硅烷的合成,是有机硅烷偶联剂中最基本的单体,也是生产半导体硅、单晶硅的原料,随着有机硅烷偶联剂工业的发展而出现供不应求,生产量越来越大。一、三氯氢硅的理化特性及生产原理 三氯氢硅是采用硅粉与氯化氢气体在流化床反应器中生成。它是无色液体,易挥发,易潮解,在空气中发生反应产生白烟,遇水分解,溶于苯、醚等有机溶剂。属一级遇湿易燃物品,易燃易爆,遇水反应产生氯化氢气体;它与氧化剂发生强烈反应,遇明火、高热时发生燃烧或爆炸。 其物理特性如下:比重:1.35;相对气体密度:4.7;沸点:31.8℃;饱和蒸气压(14.5℃)53.33Kpa;闪点:-13.9℃(开杯);自燃温度:175℃;爆炸下限:6.9%;爆炸上限:70%;溶解性:溶于苯、醚等有机溶剂;具有急性毒性。 二、三氯氢硅生产的火灾危险性分析 三氯氢硅生产的原料都是不燃物质,但是其生产过程中的产物大都是易燃易爆物质,如氢气、三氯氢硅、氯气等。 1、电解食盐水的火灾危险性 (1)电解时有强大的电流通过,如果电气的绝缘不良极易产生电火花,电解车间经常有氢气泄漏,遇到电火花或其它明火会发生燃烧或爆炸。 (2)如氢气与氯气相混,达到爆炸极限范围,遇光也会发生爆炸。 2、三氯氢硅合成的火灾危险性 SiHCl3的合成是在280℃~300℃的温度下进行的,已经超过了SiHCl3的自燃温度175℃,在合成过程中如果SiHCl3发生泄漏,或者空气进入反应器,极易引起燃烧、爆炸或中毒事故。并且SiHCl3有毒、遇水燃烧,给火灾扑救带来一定的困难。 3、三氯氢硅贮罐的火灾危险性 SiHCl3的贮罐如果发生泄漏,其危险性远远大于工艺管道泄漏的危险性,因为其贮量大,一旦发生泄漏,如果不及时堵漏,影响会不断扩大。贮罐区因为冷却用水的需要,经常有水存在,泄漏的SiHCl3遇水发生反应,产生有毒的HCl,向四周扩散,给抢险救援工作带来困难。 三、防火防爆对策 在三氯氢硅生产的各个工序中,为防止火灾、中毒,要严格执行各项消防安全制度,严格控制工艺指标,严格操作规程。加强对设备管道的维护保养,严防跑、冒、滴、漏。具体预防措施如下: 1、火源管理。在生产中进行检修时使用的工具应该是不产生火花的工具,严禁用铁器敲打设备或管道,工作人员应穿棉制品工作服。生产和贮罐区禁止明火,生产中动火要严格执行有关安全管理制度。 2、防止跑、冒、滴、漏。生产过程中产生的大都是易燃易爆有毒物质,生产设备、工艺管道和贮罐如果发生泄漏极易酿成火灾、爆炸和中毒事故。因此,日常工作中要做好安全检查,不留死角,设备要定期检修,发现问题及时采取补救措施,修复存在跑、冒、滴、漏的部位。 3、配置应急工具和消防设施。应该配备一定数量的防毒面具、自给式空气呼吸器、手套、堵漏工具。应急队的人员要经常进行演练,熟练掌握各种情况下的堵漏方法和处置措施。贮罐区常备干砂的量最好不少于一个贮罐的容积,厂内仓库存放一定的水泥作应急之用。配备一定数量的手提式二氧化碳和干粉灭火器。 4、生产工艺中的防火防泄漏措施。 (1)三氯氢硅的合成、除尘和精馏工段。HCl气体缓冲罐与合成炉之间应设止回阀,防止合成炉的SiHCl3回到缓冲罐。应控制HCl气体的流量,控制合成炉内的温度。对设备管道要经常进行维护保养,防止三氯氢硅泄漏。在生产中要保持整个系统的密闭,用99.99%的氮气进行保护。 (2)三氯氢硅的储存。三氯氢硅的沸点较低,需在低温下储存,三氯氢硅的贮罐设置低温保护装置和降温措施。由于三氯氢硅有潜在的燃烧爆炸危险,所以它的贮罐应与生产装置要有一定的防火间距,并且要设防火堤,降温水的排放管道经过防火堤处要设闸阀。贮罐应设静电接地装置和避雷装置。贮罐内的气相要与氮气系统相连进行保护,贮罐的气相与外部连通的平衡管(放空管)应与尾气回收系统相连,不能直接排空,并应设止回阀和阻火器。贮罐区应设一个备用罐,紧急情况下应将泄漏的贮罐内的物料转移至备用罐,防止大量泄漏。 四、泄漏处理和火灾扑救 生产和储存中如果发生三氯氢硅泄漏,应根据泄漏量的大小划出一定的警戒范围,禁止无关人员和车辆进入警戒区,切断警戒区内的所有火源,迅速撤离泄漏污染区内的人员至安全地带。如果是贮罐发生泄漏,又不能及时排除泄漏,就应该将发生泄漏的贮罐内的三氯氢硅用氮气压入备用罐内。如果是生产中的设备和管道发生泄漏,应立即停止生产,并迅速关闭有关阀门切断物料输送。泄漏地带有水源时,应用干砂土围成隔离带,将泄漏的三氯氢硅与水隔离开来。抢险人员进入危险区域时应佩戴自给式呼吸器或防毒面具。应先查明泄漏部位的泄漏状况。由于贮存三氯氢硅的容器为常压容器,应针对不同的泄漏部位采取不同的堵漏措施,切断泄漏源,用砂土、水泥吸收残留液。 三氯氢硅泄漏后发生燃烧时,应采用干砂、二氧化碳、干粉、水泥灭火,禁止直接用水和泡沫扑救
三氯氢硅中的痕量杂质的化学光谱检测
检测数据分析
名称 含量 电子电荷 基硼(P型) 基磷(N型)
1.6×10-19C 1.6×10-19C
空穴迁移率
1500cm2/s. 1500cm2/s。 v v
电阻率
100 1.25×1014
65
1.267×1014
基硼、基磷含量
检测报告书
检验报告
检测项目 委托单位及地 址 直拉单晶片电阻率的检测 乐山职业技术学院 规格型号 产品等级 直径:15—20mm长度:180mm 优等品 p型电阻率不低于3000Ω。cm的籽晶, n型电阻率不低于500Ω。Cm的籽晶
检验结论
符合合同要求
质检机构(公章) 签发日期:2013年9月30日
主检人员:陈涛、方利 审核人员:蔺兴莲、钟宇健、李川 批准人员:
Thank you!
区熔提纯和测试的具体条件
一、设备:细棒区熔可用小型区熔炉,真空度小于10-5乇。感应加热
线圈内径Ф25mm左右,太小会影响提纯效果
二、样品制备:从还原法生产的多晶上切取Ф6mm ×300mm的多晶
棒,经过去油和酸洗后,用大于10MΩ。Cm超纯水冲洗、烘干备用
三、籽晶:硼检籽晶应从高纯p型单晶中切取,酸腐蚀清洗后备用 四、区熔条件:硼检采用快速区熔法的工艺。第一次区熔时,第一熔
树枝状晶体生长的多晶 硅棒不适于取样,避免易破碎 或裂开。 (2)有裂纹的样品在清洗或腐蚀时不能将杂质完全 有效 去除,且在熔区过程中易碎。 (3)在洁净室中进行区熔合酸洗以减少环境带来大 的杂 质,酸洗后的样芯必须在使用前用去离子水洗净 并避免污 染。 (4)区熔炉壁、线圈、垫圈、夹具事先必须有效地清洁。 (5)炉内真空度将对结果产生影响。 (6)样芯经区域熔炼后应不小于12个熔区长度无位 错单 晶锭。
四氯化硅制备三氯氢硅的冷氢化工艺资料
四氯化硅制备三氯氢硅的冷氢化⼯艺资料洛阳晶辉新能源科技有限公司1、低温氢化技术⽅案“低温氢化”反应原理为:四氯化硅(SiCl4)、硅粉(Si)和氢⽓(H2)在500℃温度和1.5MPa 压⼒条件下,通过催化反应转化为三氯氢硅(SiHCl3)。
化学反应式为:3SiCl4+Si+2H2=4SiHCl3⾏业“低温氢化”虽然⽐“热氢化”具有能耗低、设备运⾏可靠的优点,但是尚存⼀些不⾜:(1)实际转化率偏低——四氯化硅(SiCl4)实际转化率⼀般在18%左右;(2)催化剂稳定性差——导致催化剂寿命短、消耗量⼤、成本⾼;特别是催化剂载体铝离⼦容易造成“铝污染”;(3)设备复杂、系统能耗⼤——⼯作温度⾼,所以氢化炉需要内或外加热,设备复杂,系统⽆有效的能量回收装置,系统能耗⾼。
3)“催化氢化”技术⽅案针对上述四氯化硅(SiCl4)冷、热氢化存在的缺点和问题,洛阳晶辉新能源科技有限公司和中国⼯程院院⼠、中⽯化权威催化剂和化⼯专家合作,在传统“低温氢化”基础上进⾏改良,⾃主创新开发出了新⼀代“改良低温氢化”技术——“催化氢化”。
(1)“催化氢化”技术路线开发⾼活性多元纳⽶催化剂——在现有单活性⾦属基础上,引⼊第⼆活性⾦属,并采⽤特殊负载⼯艺,使活性⾦属呈纳⽶状态,提⾼催化剂活性;开发⾼稳定性催化剂载体——解决现有催化剂稳定性差问题,延长催化剂使⽤寿命,同时解决“铝污染”;(2)“催化氢化”技术特点催化剂活性⾼,特别是反应?选择性好——四氯化硅(SiCl4)单程率达到22%,以上(最⾼可达25%);实现热量耦合、节约能源——需要的外加热量⼩,减少系统能源消耗;催化剂稳定性好——寿命长、⽤量⼩、避免了Al2O3分解带来的“铝污染”;反应温度进⼀步降低,反应炉不需要内(或外)加热,并设能量综合回收装置,降低了系统能耗;系统⽤氢细致划分,由电解氢改良为多晶硅⽣产过程的回收氢⽓,既节约了制氢站电解氢的消耗量,同时也有利于提⾼多晶硅⽣产中氢⽓的质量;良好的除尘技术和反应渣吹除技术,保证系统的稳定运⾏、安全环保,减少了环境污染。
三氯氢硅分析规程
三氯氢硅分析规程1、主题内容与适用范围本标准规定了三氯氢硅分析岗位的任务,原理,流程,准备工作,仪器运行,注意事项,不正常现象及其处理办法,安全操作及劳动保护,岗位责任制,交接班制度等。
2、岗位任务本岗位的任务是利用气相色谱,以氢气为载气,TCD为检测器,分析三氯氢硅粗品及成品的组份。
3、气相色谱原理及流程简介当经净化处理流量适当的载气在仪器内流过时,若有样品注入,则带着样品进入色谱柱,由于样品中各种组分对色谱柱中固定相的吸附或分配系数上的差异,当混和组分样品在载气冲洗下,流经一定长度的色谱柱后,就被分离成各种单一成分,并按一定时间顺序,依次进入检测器传感器,通过非电量变换,将化学成分信号变为电信号(电压或电流),送入记录仪或处理机,记录下色谱图谱并进行处理,这样,根据特定条件下出峰的时间,即可确认其化学成分,根据峰面积的大小,可确定其含量,从而达到对混和物进行定性定量分析的目的。
4、开机前的检查准备工作4-1、检查氢气钢瓶是否正常。
4-2、检查通风系统是否正常。
4-3、检查仪器管路是否完好正常。
4-4、检查水、电等公用工程供应是否正常。
4-5、一切准备工作就绪后,准备开机。
5、仪器条件柱箱温度:55℃保护温度:100℃检测器温度:120℃保护温度:180℃汽化温度:120℃保护温度:180℃热导电流80mA6、仪器正常运行6-1、打开通风罩6-2、打开氢气钢瓶总阀6-3、待色谱仪上所有压力表均有读数后,打开色谱仪。
6-4、等待10分钟,待仪器稳定后,开启柱箱、TCD检测器、汽化温度,并调节至上述仪器条件要求温度。
6-5、待仪器温度稳定后,打开热导桥流并恒定至仪器条件要求电流。
6-6、桥流调零,查看基线是否平稳。
6-7、基线稳定后,可开始进样。
6-7-1、用玻璃小瓶取样,取样回来及时放入冰箱速冻约10分钟,取出样品后应立即做样。
6-7-2、进样用1ml一次性针管,每次进样0.02-0.04ml。
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223 检测器 ..
自制平行 电极型氩检测器 , 氚放射
源, 极距1 m, m 极化电压-15V 基流11 0 。 10 , .×16 A 224 取样 5L无存液式微量注射器, .. μ 取样量 4L注射器进样后立即在6℃以上热气流中多次抽 , 0
吸以排去残余样品。 225 标样配置 S C3 .. i l 上海石英玻璃厂产品 , H : 纯
图如图1其中SH l , iC3 含量为06 06 W) .×1-( W/ 。
使用针筒取样时, 因短暂 接触空气, C 峰的强 Hl 弱 往往变化不一 , 它最早流 出, 严重拖尾 , 峰形 有时 导致 S C3 和基线不稳定 , i l H 峰形 影响峰高或 面积测 量。 故要求 针筒 在搁置期间无残样 , 不吸湿 , 转移样
与其它方法相 比, 本气相色谱法具有三个 显著
15。 .8数据表明, 极化电压变化对相对响应值稍有影
响, S C3 但 i l H 响应高于 S l 这对微量 S C3 出 i4 c, i l H 的检 是有利的。 等量 S C3 S l i l i4 H 和 C 的色谱 图见图2 。
速简便 ; ) ( 取样量少 , 毫克 S l 2 取几 i4 C 即可检出其中 毫微克级的 SH l 并能同时检出其它 微量杂质, iC3 , 比 现有报道诸方法灵敏 ; ) ( 虽然 S l 3 i4 C 样品直接贯穿色 谱系统 , 由于措施和操作得当, 仪器实现了长期的安
的进样重复性, 改善定量精确度。 34 样品测量数据比较 .
为考察本方 法, 上海某厂 同一批 S l 对 i4 c 产品在 不同时间进行重复 测定, 并采用本实验室建立的长 光程液体测量池- 傅里叶变换红外光谱法同时测定 比 对, 数据列于表1 中。 表1 某厂S 中S C3 测定结 iC i l H 含量 果
A uy t C e i l st ns te asae S d o h hmc C ntu t o h H dpc t n e a o ie f e
Voai s m e o e o J s n m a a ( ) tn lt e fo t F w r amiu S mb cL. Ai l r h l f o
级)iC3 S l H 仍是比较困难的课题[6 - 。
本工作 根据上述特点 , 立了 比较 简便的气相 建
可得到分离, iC3 且S l H 先于S l i4 C 峰流出。 il 但S 4 C中
杂质据报 道有 H l O l 氯烃 、 C、 C2 C 、 硫化物 、 磷化物等, 可能多达 2多种 , 0 因而定量检测微量 S C3 , i l 仍须 H 时
峰不下, 使分析难以持续; 二是E D对S l C i4 c 的敏感
度比 S C3 i l H 高几十倍, 不利于微量 S C3 i l H 的检出。 本工作采用 A D解决这一课题 。 r r A D主要利用 被射线和二次 电子激 发的具1.e 能量的亚稳态 16 V A 原子 , 撞激 发样 品分 子 , 电离 电位 不 高于 r 碰 使
监测提供了一种较好的工具 。 ( 下转第13 1页)
致谢: T测定中承蒙北京大学孙亦梁教授提 在I P
供资料和指导 , 谨致衷心谢意 。
ad r r c val b g s c i r a n fg ne ot s y ls pl gs aa li e a aly a cr ag pyNw r: c e iP sI ,90 h mt r h. e Y kAe mc s 18: o oa o d r n e c
b a A srt nT ema D srt n mpig v e y dopi - h r l opi S l D i n o e o a n ec
G o uaD i n ,e Qn ad n L nig u Y j ,aLagRn g Y g p oi i i n a a n
(ui Ist e R s r . t Sr t e Mae,h C is A ae y Si c ,uhu 300) F j n tu o e ac a n it f e h h t c r o e u u f trT e n e dm o c n s zo ,502 t he c f e e F T e dpc vlis f w r Js i m m a( .A t w r cp r b a as po - e a h hasa o te o l e o a n S bcL ) in e t e y do tnt r l e e a l f o f m u a e a u d n r i h m
S C3 i l H 沸点3.1 S C 18 i 沸点5. , 室温下 ℃, 76 在 它 们极 易挥发 。 二者在沸点、 极性、 分子 量等方面有 明显差异 , 因而在一般非极性或弱极性色谱柱 上均
少[, 3国外报道有红外、 ] 原子吸收、 气相色谱等多种
方 但 测定S 中1 6W W 级( P 法, 直接 iC 0 ( / ) 原P - m
色谱分析方法, 并采取相应措施, 保证了 仪器的长期
安全操作 , 实验结果表明优 于其它方法。
2 离效能较高的色谱柱, 以保证S C3 i l H 出峰不
受其它杂质的干扰 。 经多种柱型试验 , 选择了 O -大 口径石英毛细 V1 管柱。 该柱不仅对众 多杂质有较好的分离效果 , 且峰 形尖锐不拖尾,iC3 S l H 峰在 S 主峰之前流出 , iC 给低 含 量 S C3 出和测量带来很大 方便 。i C i l H 的检 S 色谱
1.e 16 V的被测分子电离。 该检测器使用干燥的 9. 9%的A 即可起动工作, r 性能稳定, 线性范围较
宽。 但它对不同物质具有不同响应值 , 缺乏相对响应 值数据 。
由表可见 , 三个月重复测量三次 , 相对偏差1%, 3 平
均值十分接近于红外光谱比对数据, 证明本方法数
据可信 , 具有一定实用价值。
光纤原料四氯化硅中微量三氯氢硅的气相色谱分析
李卜 森 朱新芳 张 琪
( 科 中国 学院上海 原子核 所 上海 21 0 研究 08 ) 0 提 要 采用石 英毛细管柱 与氩检测器 相联结的 气相色谱 方法定量 检测高 纯的 光纤原料四氯化硅中 微量 三氯 氢硅等 含氢杂 该方 质。 法简单、 靠, 氯氢 可 三 硅的检 测下限 .× 06 / 达01 1-W W。
实验结果显示, i4 μ 约6g, 取S l C 样品4 ( m )已可清
晰地检出其 中06 06 W) C3如按色谱常 .×1-( W/ S l i 。 H 规 2 噪 声 计 , iC3 最 小 检 出 量 为 01 倍 S l的 H .×
全运行, 提高了测量方法的实用程度, il 为S 4 C 产品的
4 小
结
本实验室在自制AD上实测S C3 i4 r i l C的 H 对S l 特点 :1原样分析 , () 无须预处理 , 不会 引入变异 , 快 相对响应值( S 为10 : 以 iC .)极化电压-10V 00 ,
S C3 i 1 H 响应为14; 电压-15V S C3 .3极化 10 ,i 1 H 响应为
围为06 1×1-( W)每一浓度标样作色谱 .~ 8 06 W/ 。
图6 , 次 取平均值 。 由于 自动积分 仪对小峰测量误差 很大 , 即以峰高作定量计算。 两次制作校正 曲线 , 时 间相隔一个 月, 湎 且重配标样。 计算其浓度与峰高关系 的回归方程和相关系数分别为 : 曲线 Ⅰ Y = 83C- 13, = 099 : 1 -0 .5r 1 .9; 曲线 Ⅱ: Y = 71C+ 16, = 098 .4 .1r 2 .9。 相比下曲线 斜率偏低。 究其原因, 一是注射器实际 在保证了色谱系统 密封和载气干燥 的前提 下, 本实验使用 的毛细管柱连续运行六个月, 未发生气 路阻塞现象, 柱效未见明显下降。
四川分析仪 器厂 S -型气相色谱仪 , C7 改装为毛 细管柱- 氩检测器系统; 制 微电流放大器输入级改 自
为静电计管, 附高压电源。m 1v记录仪与H 39A P32 积分仪并联使用。 22 色谱分析条件 .
221 色谱柱 O -石英毛细管柱 , .. V1 内径05m .3 m, 长2m, 0 柱温4 。 0
即吸湿水解, 产生强腐蚀性 H l C 雾气 , 给操作和仪器
安全带来一系列困难, iC3 且S l H 沸点仅3. , 18 定量
转移和样品保存需要特定的环境 。 高纯 S l 微量 S C3 i4 c中 i l H 的测 定 , 内工 作 尚 国
3 结果与讨论
31 C4 iC3 . Sl Hl i 中S 和其它杂质的分离
1 5
参考文献
1 en g W,hbm t T Q ati aa s o fvr Jni s S i o n a o ulav nl i f o . i te ys l a
2 卜 等, 欣 北京大学学报( 然科学版)18;: 自 , 765 9 4
3 吴承顺等, 植物学报 ,972 ()66 18 ;96 :3
( W ) iC3] W/ 的S l6现有检测器中, H [。 微热导池可能 测到1-( w) 06w/ 级杂质, 但在此类工作中极易腐蚀
损坏 , 电子捕 获检测器 (C ) E D 虽然对多 卤化物极灵 敏, 也适合常规操作 , 但对本 课题仍有两个 缺陷: 一 是对 主成分 S l i4 C 过于灵敏[, 7 少量进样也会形成 巨 ]
取样量随进样次数增加而稍稍下降, 二是S C3 i l H 的
损失随操 作环境温度 升高逐渐显著 。 采用液 体 预计 取样 阀的进样方式 可提 高这类 密度大 、 易挥发 样品
32 检测方式选择 .
同类工作 可使用多种色谱检 测器 , 仅报道热离 子 检 测 器 可 测 出 S l 浓 缩 后 浓 度 为 1 06 i4 C 经 ×1-