电子级四丁基氢氧化铵的离子膜电解法制备_杨娇
四丁基氢氧化铵的合成
２ Ｓ ｅ ｇ ａ １ Ｋ Ｂ ｏｏ ｏＬ Ｄ， ｚｏ １２ ０ Ｃ ｉ ） ． ｈｎ Ｏ ｉｌｇ Ｃ ． Ｈｕ Ｂ ｙ Ｔ Ｈｕｈ ｕ ２ ， ｈｎ ３３ ａ
Ａｂｓｒ ｔ Ｔ ｔａ ｔ ｍｍｏｎ ｕ ｈ ｄ ｏ ｄ ｓｐ ｅ ａ ｅ ｙ ｔｅ ｉｎ ｅ ｈ ｎ ｅ ｗｅ ｎ ｇ ｌｔ ｐ ｔｏ ａ ｉ ｔａｃ ： ｅｒ ｂｕｙｌ ａ ｉ ｍ ｙ ｒ ｘｉｅ ｗａ ｒ ｐ ｒ ｄ ｂ ｈ ｏ ｘｃ ａ ｇｅｂ ｔ ｅ ｅ ｙ ｅ ｓｒ ｎｇ ｂ ｓｃ
１ ．％ Ｃ ｅ ｃ ｅ ｅ Ｏ ０ ｎ ａ ｂ ａ ｈｉｖ ｄ．Ｔｈ ｃ ｌｍｎ ｅ ｃ ａ ｇｅ ｅ ｏｕ ｘ ｈ ｎ ｍｅ ｈ ｄ ｓ ｓｍｐｌ ａ ｄ ｔ ｅ ｕ ｅ ｏ ｘ ｈ ｎ ｅ ｒ ｓｎ Ｃ ｅ ｔ ｏ ｉ ｉ ｅ ｎ ｈ ｓ ｄ ｉ ｎ ｅ ｃ ａ ｇ ｅ ｉ ａ ｂ ｎ
的合成工艺条件 。结果表 明，四丁基溴化铵的浓度为 ２ ． 温 度为 １＂ ７ ％， ０ ５ Ｃ，再生液 Ｎ Ｏ ａ Ｈ浓度 为 ５ ％，交换柱 内离子 ． Ｏ 交换树脂的高径 比为 １ 时，交换度大于 ８ ． 产品（ ９ Ｏ （ ５ ６ ％， ０ ｃ Ｈ ） Ｈ 四丁基氢氧化铵） 的溶液浓度 大于 １ ． 方法简单 ， ００ ％。 离子交换树脂可再生 。 关键词：四丁基溴化铵 ；四丁基氢氧化铵 ；离子交换 ：制备
ｃ ｎ ｅ ｉｎｌ ｅ ｅ ｅ ａｅ ｏ ｖ ｎｅ ｔｙｒ ｇ ｎ ｒ ｔｄ．
Ｋｅ ｒ ｓ ｔｔａ ｕ ｌ ｙｗｏ ｄ ： ｅｒｂ ｔ ａ ｙ ｍｍｏ ｉｍ ｒｍｉｅ ｔｔ ｂ ｔｌｍｍｏ ｉｍ ｙ ｒｘｄ ； ｉｎｅ ｃ ａ ｇ ； ｐ ｅ ａａｉｎ ｎｕ ｂｏ ｄ ； ｅｒ ｕ ａ ａ ｙ ｎｕ ｈ ｄｏ ｉｅ ｏ ・ｘ ｈ ｅ ｎ ｒｐ ｔ ｒ ｏ
四丁基氢氧化铵制备方法及应用
１ １ ８ 再 加入 Ａ Ｏ 其 用 量 为 理论 值 的 １ ５倍 。 ：． ， ｇ Ｈ， ．
在 室温 下激烈 搅拌 １ｈ 沉 降后 ， 出少 量 的液 体 ， 取
收 稿 日期 ：０１ 一叭 一１ 。 ２ ０ １
作 者 简介 ： 彦 春 ， ，９４年 生 ， 士研 究 生 ， 事相 转 移 催 高 女 １８ 硕 从
化剂的研究。
试 样进 行离 心分离 ， 出碘 化银 ， 分 检查母 液 中是 否
石 油 化 工 技 术 与 经 济
Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ＆ Ｅｃ ｎｏ ｃ ｎ Ｐｅｒ ｃ ｅ ｃ ｌ ｃ ｎ ｌｇ ｏ ｍｉｓ ｉ ｔｏ ｈ ｍｉａ ｓ
氧化 钾法 、 电解 法 ； 型 的制 备 方 法 主要 包 括 ： 新 离 子 交换 法 、 机酸 四丁 基铵盐 电流分解 法 、 有 离子膜
在 上述反 应 中 ， 生 了碘 化银 沉淀 ， 产 这有 利于
Ｔ Ａ Ｈ 的生 成 。碘化 银为 黄色六 角 晶体 ， ＢＯ 主要 用 于制 取 照相底 片或 感光 纸 ， 而 ， 化银 暴露 于光 然 碘 线 中时 ， 由黄 色 变为 黑 色 ， Ｔ Ａ Ｈ 溶 液 过滤 分 故 ＢＯ
关 键 词 ： 四 丁 基 氢 氧 化铵 制备 应用 离 子 交 换
文 章 编 号 ： １７ ６ ４—１９ （ ０ １ Ｏ —０ ３ ０ ０９ ２ １ ） １ ０ ３— ５
中 图 分 类号 ： Ｑ １３７ Ｔ １．９源自文献 标 识 码 ： Ａ
四 丁 基 氢 氧 化 铵 （ ｅ ａｕｙａ ｏ ｉｍ Ｔ ｔ ｂ ｔｌ ｒ ｍｍ ｎｕ ｈｄｏｉｅ ， 学 式 为 （ 。 Ｏ 通 常 简 写 为 ｙ ｒｘｄ ） 化 Ｃ Ｈ ）Ｎ Ｈ，
法… ， 即采用 四丁基 碘 化 铵 和湿 氧化 银 反 应 生 成
四甲基氢氧化铵-电子级四甲基氢氧化铵的制备
2００0吨/年25%四甲基氢氧化铵项目介绍联系人：张新胜()华东理工大学化工学院联合化学反应工程研究所2０07-１2-7ﻬ概述四甲基氢氧化铵(TＭAＨ）是最强的有机碱,无色、无臭。
在室温下其蒸汽压较低，在１35~1４5℃完全分解气化,高纯品在140℃低温处理也无微量残渣。
四甲基氢氧化铵溶液无色透明有微氨臭,1(wt)％溶液ＰH值为1２.9,是与苛性碱同等强度的强碱。
将四甲基氢氧化铵水溶液在减压下浓缩可得到5个结晶水的吸湿性针状结晶（mp,63ｏC),再继续浓缩脱水变成3个结晶水的结晶(ｍp，６3o C）,再变成１个结晶水的四甲基氢氧化铵，在13５~1４0ｏC分解为三甲胺和二甲基醚。
一.用途四甲基氢氧化铵是一种有机碱,在工业科研领域有着极为广泛的用途。
在国内，四甲基氢氧化铵主要被用作有机硅系列产品,如硅油、硅橡胶、硅树脂等合成中的主要催化剂，虽然用量不大，但对于产品的收率和质量影响很大。
而在国外,四甲基氢氧化铵主要用于聚酯类聚合物、纺织、塑料制品、食品、皮革、木材加工、电镀、微生物等。
目前,这种产品进入尖端科技领域,如在电路板的印刷和显微镜片的制造业中，可作为集成电路板的清洗剂和半导体微加工技术中的Si-SｉO2界面的各向异性腐蚀剂。
随着科学技术的发展，这种类型的化学试剂需要量日趋增加，对四甲基氢氧化铵的质量和数量都提出了更高的要求。
二.四甲基氢氧化铵的制法比较四甲基氢氧化铵的制备方法很多,一般采用氧化银法,通过四甲基氯化铵与氧化银反应生成。
但该法制备四甲基氢氧化铵的工艺复杂，原料氧化银价格昂贵,而且所得产品含较高的杂质离子,如卤素离子、碱金属离子等，用于有机硅单体催化聚合时,严重影响有机硅产品特性，更无法满足电子领域清洗和腐蚀的要求。
国外从七十年代开始采用电解法制备四甲基氢氧化铵的新工艺,并逐步取代氧化银法。
用电解法制得的产品质量较好,成本低，不仅能满足有机硅生产的需要，而且进入了电子工业领域。
四丁基氢氧化铵的合成研究
四丁基氢氧化铵（ TBAOH） 是一种强有机季铵 碱，也是一种多用途的化学品。常用作有机合成试 剂，能和各种不同的酸反应制备相应的铵盐； 用作表 面活性剂、相转移催化剂、电子工业的清洗试剂； 在 色谱技术中通常作为极谱分析试剂。四丁基氢氧化 铵可以通过相应的季铵盐来制备。由季铵盐制备季 铵碱通常有 3 种方法： 氧化银法、电解法、离子交换 法［1］。其中，氧 化 银 法 价 格 昂 贵，且 溶 液 中 含 有 较 多的溴，无论质量还是成本上都难以符合市场的需 求［2-3］； 电解法价格昂贵，生产成本高； 离子交换法生 产成本较低，且离子交换树脂可通过廉价的氢氧化 钠溶液进行再生复活，是较绿色的生产工艺［4-5］。
8． 31
27
9． 35
10． 36
2． 2 四丁基溴化铵浓度的影响 在保证 Br － 处理量基本一致的情况下，考察不
同浓度四丁基溴化铵对四丁基氢氧化铵浓度的影响 （ 见图 1） 。
图 1 四丁基溴化铵浓度对产品浓度和交换度的影响 Fig． 1 Influence of TBAB concentration on production
滴加速度 /（ 滴·s －1 ）
（ C4 H9 ） 4 NOH 浓度 / % 交换度 / %
3
10． 19
80． 33
6
10． 12
81． 04
12
10． 65
84． 05
18
11． 93
85． 11
24
12． 13
88． 81
30
10． 36
84． 80
45
10． 78
81． 25
由表 2 可知，在较宽的滴加速度范围内对交换 结果影响不大。 2． 5 再生液 NaOH 浓度的影响
电解法制备四甲基氢氧化铵的研究
电解法制备四甲基氢氧化铵的研究引言：四甲基氢氧化铵（TMAOH）是一种重要的季铵盐，在有机合成、表面活性剂生产、电化学领域等具有广泛的应用。
传统的制备方法包括采用四甲基胺与氢氧化钠反应，在高温高压条件下制备，不仅工艺复杂，而且产率低。
为了寻找一种简便有效、高产率的制备方法，本研究采用电解法制备四甲基氢氧化铵。
实验方法：本研究采用电解法制备四甲基氢氧化铵。
实验所使用的电解槽为两室结构，在电解槽中央设置有隔板，隔板上设有钛基电极。
电解液为电解质四甲基溴化铵（TMABr）溶于溶剂乙醇中，电解液初始浓度为1 mol/L。
反应温度为60℃，电解电压为5 V，电流密度为10 mA/cm2、实验过程中，在恒温水浴中进行。
实验结果与讨论：经过电解反应，收集到的产物经过NMR等分析鉴定，发现为四甲基氢氧化铵。
实验过程中，电解电压、电流密度、反应温度等参数对反应效率有着重要的影响。
首先，电解电压对反应效率的影响：实验中比较了不同电解电压下的反应结果。
结果表明，当电解电压为5V时，反应的产物得率最高。
随着电压的升高，产物得率呈先升高后降低的趋势。
该现象可能是由于高电压引起的电解液中水分解反应，产生过多氢气，使得反应效率下降。
其次，电流密度对反应效率的影响：实验中比较了不同电流密度下的反应结果。
结果表明，在电流密度为10 mA/cm2时，反应的产物得率最高。
随着电流密度的升高，反应产物得率呈现先升高后趋于稳定的趋势。
这可能是由于高电流密度的作用下，反应速率增加，但同时由于产生的氢气增加导致了产物分解和损失，使得产物得率略微下降。
最后，反应温度对反应效率的影响：实验中比较了不同反应温度下的反应结果。
结果表明，在60℃时，反应的产物得率最高。
随着温度的升高，反应产物得率呈现先升高后降低的趋势。
这可能是由于高温下，反应速率增加，但同时由于产物分解的可能性增加，使得产物得率下降。
综上所述，采用电解法制备四甲基氢氧化铵的最佳反应条件为：电解电压为5 V，电流密度为10 mA/cm2，反应温度为60℃。
四丁基氢氧化铵的合成研究
四丁基氢氧化铵的合成研究高彦春;杨座国;陈建华;储消和【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2011(040)003【摘要】采用凝胶型强碱性阴离子交换树脂与四丁基溴化铵溶液进行离子交换制取四丁基氢氧化铵溶液,考察了适宜的合成工艺条件.结果表明,四丁基溴化铵的浓度为27.0%,温度为15℃,再生液NaOH浓度为5.0%,交换柱内离子交换树脂的高径比为15时,交换度>86.0%,产品(C4H9)4NOH溶液浓度>10.0%.方法简单,离子交换树脂可再生.%Tetrabutylammonium hydroxide was prepared by the ion exchange method applied between gel and strong basic anion exchange resin(OH-) and aqueous solution of tetrabutylammonium bromide.The synthesis conditions were investigated.The results showed that when the concentration of tetrabutylammonium hydroxide was 27.0％ , the temperature was 15 ℃, the concentration of regeneration liquid NaOH was 5.0％ ,the ratio of height to diameter of the exchange column was 15, the degree of exchange was over 86.0％ , the concentration of tetrabutylammonium hydroxide solution can be reached more than10.0％.The column exchange method was simple and the used ion exchange resin can be conveniently regenerated.【总页数】4页(P498-501)【作者】高彦春;杨座国;陈建华;储消和【作者单位】华东理工大学,化工学院,上海,200237;华东理工大学,化工学院,上海,200237;浙江升华拜克生物股份有限公司,浙江,湖州,313220;浙江升华拜克生物股份有限公司,浙江,湖州,313220【正文语种】中文【中图分类】TQ113.79【相关文献】1.四丁基氢氧化铵改性TiO2的可见光催化活性 [J], 匡元江;古瑶;郭丽梅;王海涛;王恩君;曹亚安2.四丁基氢氧化铵的合成 [J], 高彦春;杨座国;陈建华;储消和3.固体四丁基氢氧化铵的合成研究 [J], 徐博刚;张春强;赵勇4.用四丁基氢氧化铵和硬脂酸改进原油酸值测定方法的研究 [J], 蒋平;吴昊;葛际江;张贵才;丁磊;裴海华5.四丁基氢氧化铵水溶液、哌嗪及其共混物的水溶液物理性质的测量和关联（英文）[J], Rizwan Safdar;Abdul Aziz Omar;Lukman B.Ismail;Arhama Bari;BhajanLal因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
电子级四甲基氢氧化铵的制备
３200吨/年２5％四乙基氢氧化铵项目介绍联系人：张新胜（）华东理工大学化工学院联合化学反应工程研究所20０７-12－７概述一.用途四乙基氢氧化铵是一种有机碱,在工业科研领域有着极为广泛的用途。
用作相转移催化剂,分子筛合成的模板剂，清洗剂以及石油工业脱杂剂等。
二.电解法工艺简述其原理是电解槽阳极室中的四乙基氯化铵水溶液在电场力的作用下，溶液中的氯离子向阳极方向迁移直至在阳极上放电而析出氯气。
同时，由于离子膜的选择透过性,氯离子无法扩散透过离子交换膜,只有四乙铵离子才能选择透过而进入阴极室，并富集于其中。
电解槽阴极室中水分子在阴极上分解为氢气和氢氧根离子。
后者恰好同由阳极室迁移来的四乙铵离子结合成四乙基氢氧化铵。
随着通电量的增加而四乙基氢氧化铵浓度不断提高，最终达到预期的粗品浓度。
阳极电化学反应为：(Ｃ２H5)４ＮCl→（C２H5）4N++Clˉ2Clˉ—2ｅ→Cl2↑阴极电化学反应为:Ｈ２O→H＋＋OHˉ(C2Ｈ５)4++OＨˉ→(C2H5)4OH2H++2ｅ→H2↑总反应为：2(C２H5)４ＮＣl+2H2O→2(Ｃ2H5)４OH+H2↑+Cl2↑电解法中产生的氢气放空,生成的氯气用碱液吸收生成次氯酸钠,次氯酸钠是漂白粉的主要原料。
因此该方法制备四乙基氢氧化铵方法简单、纯度高、无环境污染。
二、3200吨／年2５%四乙基氢氧化铵的成本分析和效益估算2 效益估算增值税：(2.6５-1．55)＊0．145３ = 0.１6０万元/吨。
利润：(２.65-1.67８-0．160）＊3200=2598．４万元/年。
所得税:2５９8.4＊0.３3＝8５7．47 万元/年实际效益：２59８.4-857.47=174０.93 万元/年投资：400万元投资回收期:400/17４0.93= 0.23年。
电解法制备四甲基氢氧化铵的研究
电解法制备四甲基氢氧化铵的研究
李杏英
【期刊名称】《材料研究与应用》
【年(卷),期】2013(007)004
【摘要】在以四甲基氯化铵为原料,涂层钛阳极为阳极,不锈钢作阴极,Nafion 900
阳离子膜为电解隔膜的条件下,通过电解制备了四甲基氢氧化铵,并研究了电流密度、原料浓度、电解温度等因素对产物纯度和电流效率的影响,以及电解液循环速率对
钛阳极使用寿命的影响.实验结果表明,电流密度和电解液循环速率是影响电流效率
的主要因素,而电解温度对产物纯度的影响最大,电解液的循环速率对钛阳极使用寿
命的影响较大.用该工艺制备四甲基氢氧化铵,电流效率可达74.7％,产品中Cl-质量分数低于0.01％.
【总页数】4页(P256-259)
【作者】李杏英
【作者单位】广东省工业技术研究院(广州有色金属研究院),广东广州510650
【正文语种】中文
【中图分类】TQ226.3
【相关文献】
1.废旧离子膜用于电解法制备四甲基氢氧化铵 [J], 蔡华明
2.电解四甲基碳酸氢铵制备四甲基氢氧化铵 [J], 曾庆云;任保增;李宪民;蒲彦锋
3.电解法制备四甲基氢氧化铵的研究 [J], 张忠民;付继烈
4.电解法制备高纯四甲基氢氧化铵的研究 [J], 甘永平;马淳安;黄辉;张文魁;李美超
5.电子级四丁基氢氧化铵的离子膜电解法制备 [J], 杨娇;张新胜
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
首套离子膜电解法合成四丙基氢氧化铵生产装置在我国投产
首套离子膜电解法合成四丙基氢氧化铵生产装置在我国投产佚名
【期刊名称】《石油化工应用》
【年(卷),期】2009(28)5
【摘要】季铵碱制备方法较多，目前一般采用氧化银法或离子交换法生产，由于工艺复杂、成本昂贵、产品杂质多且不稳定，特别是废水排放严重污染环境，国外从20世纪70年代开始采用电解法制备四甲基氢氧化铵，并逐步取代氧化银法。
我国目前已将电解法用于四甲基氢氧化铵制备，产品质量好，成本低，不仅能满足有机硅生产的需要，而且进入了电子工业领域。
而四丙基氢氧化铵和四乙基氢氧化铵目前在国内、外生产依然采用老工艺生产，产品质量不稳定，价格高，严重影响我国催化剂工业的发展。
【总页数】1页(P106-106)
【关键词】四丙基氢氧化铵;离子膜电解法;生产装置;四甲基氢氧化铵;四乙基氢氧化铵;投产;合成;首套
【正文语种】中文
【中图分类】TQ424.25;TQ131.13
【相关文献】
1.我国"大家纺"产业格局初步形成/中国推出高档丝绸标志/大型仓储式公司扩大网上售衣/国内首套三釜流程聚酯装置在上海石化投产/国内首家抗菌环保面料生产线在高阳投产/河南投资
2.8亿元上马纺织印染项目/四川自贡22万吨/年涤纶短纤一期工程试车成功/台石化集团准备在扬州建弹性纤维原料厂/三井化学化司将建世界
最大聚丙烯无纺布厂 [J],
2.内蒙古首套离子膜法烧碱装置在包四化即将投产 [J], 田万祥
3.我国首套焦炉气制合成天然气装置投产 [J], 新华网
4.我国首套四氯化碳转产四氯乙烯装置投产 [J],
5.我国首套四氯化碳转产四氯乙烯装置正式投产 [J],
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第61卷 第S1期 化 工 学 报Vo l 161 No 1S1 2010年11月 CIESC Jo urnalNo vember 2010研究论文电子级四丁基氢氧化铵的离子膜电解法制备杨 娇,张新胜(华东理工大学化学工程联合国家重点实验室,上海200237)摘要:讨论了以四丁基溴化铵为原料,离子膜电解法制备电子级四丁基氢氧化铵的条件。
实验结果表明,在电解前金属离子的脱除中,W U -64树脂具有最好的提纯效果;在电解处理单元中,当电流密度为1000A #m -2、原料浓度为017mol #L -1时电流效率最高;在产品的后处理过程中,可采用两室一膜电解法对产品中阴离子进行去除,可得到溴含量为01138mg #kg -1、氯含量为01784mg #kg -1的质量分数为15%的四丁基氢氧化铵溶液。
研究结果对于微电子工业有着重要的参考价值。
关键词:四丁基氢氧化铵;四丁基溴化铵;阳离子交换树脂;离子膜电解中图分类号:T Q 03112 文献标识码:A 文章编号:0438-1157(2010)S1-077-05Preparation of electronic tetrabutylammon iu m hydroxide byion -exchan ge membrane electrolysisYANG Jiao,ZH AN G Xinshen g(State K ey L abor atory o f Chemical Engineering ,E ast China Univer sity ofScience and T echnology ,S hanghai 200237,China )Abstract :The electronic tetrabuty lam monium hy drox ide (TBAH )using tetrabuty l amo nium bromide(T BAB)as raw material w as prepared 1At first,the elimination of the m etal ions in tetrabutyl am onium brom ide (TBAB)so lution by the cation exchange resins w as systematically studied 1The WU -64catio n exchange resin w as the most efficient fo r the elimination o f m etal ions in tetrabutylamonium bromide solution am ong the four investigated resins 1T hen,the preparation of tetr abuty lammo nium hydr oxide w as car ried o ut in an electrolyser w ith tr-i chambers and sec -m em br anes,the current efficiency reached themax imum w hen the current density was 1000A #m -2and concentration of the raw material was 017mol #L -11Finally,the purification of the pro duct w as co nducted in a div ided cell separated by cation ex chang e m em brane 1The contents of Br -and Cl -residued in 15%(mass)TBAH so lution after purification w er e 01138mg #kg -1and 01784mg #kg -1r espectively 1The results of the ex periment can be references for m icroelectronics industry 1Key words :tetrabutylamm onium hydr oxide;tetrabuty l am onium bromide;cation ex chang e resin;electroly sis w ith io n -ex change film2010-09-30收到初稿,2010-10-10收到修改稿。
联系人:张新胜。
第一作者:杨娇(1986)),女,硕士研究生。
引 言电子级四丁基氢氧化铵(TBAH )是一种超净高纯试剂。
超净高纯试剂[1]主要用于湿法清洗以及湿法蚀刻,它是超大规模集成电路制作过程中的关键性基础化工材料之一,其纯度和洁净度R eceived date :2010-09-301Correspondin g au th or :Prof 1ZHANG Xinsh eng,xsz han g @ecu st 1edu 1cn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。
超净高纯试剂具有品种多、用量大、技术要求高、贮存有效期短和强腐蚀性等特点。
国外20世纪60年代便开始生产电子工业用试剂[2],并为微细加工技术的发展而不断开发新的产品。
目前微电子行业中所使用的超纯试剂主要依赖进口,随着微电子行业的发展,仅仅依靠进口并不能满足需求,因此,我国国家科技部将重点支持超纯试剂的生产领域,共同实现产业化,这也正是本课题设立的背景意义。
电子级四丁基氢氧化铵(55%,质量)中对于各种离子的含量要求为:金属离子(Na +、K +、Ca 2+、Mg 2+)<5L g #kg -1、阴离子(F -、Cl -、Br -)<5~8mg #kg -1。
本实验中以四丁基溴化铵作为原料,采用离子膜电解法制备满足上述条件的产品。
1 实验材料和方法111 实验材料与仪器CMF 阳离子交换膜、CMV 阳离子交换膜、AH T 阴离子交换膜,旭硝子株式会社。
CM 001阳离子交换膜,上海虬江。
WU -64树脂、D001树脂、DK110树脂、凝胶001@4树脂,上海华震科技有限公司。
聚四氟乙烯材料、二氧化铱电极、不锈钢电极、四丁基溴化铵、四丁基氢氧化铵,上海材瑞科技有限公司。
实验用水为超纯水,电阻率是1812M 8#cm (25e )。
实验中微量金属离子与阴离子采用戴安公司离子色谱进行检测。
实验装置如图1、图2所示。
图1 离子交换装置Fig 11 Io n ex chang e a pparatus112 四丁基溴化铵中金属离子的提纯方法[3-4]首先对选定树脂进行预处理,以WU 64-H 型树脂为例,将准备装柱使用的WU64-H型新树脂图2 电解装置Fig 12 Electr olysis unit先用50~60e 热水反复清洗。
开始浸洗时,每隔约15min 换水一次,浸洗时不时地搅动,换水4~5次后,隔约30min 换水一次,共换水7~8次,浸洗至浸洗水不带褐色,泡沫很少时为止。
水洗后,该阳离子交换树脂按下述步骤进行处理:¹用15%的盐酸缓慢流过树脂,用量约为强酸阳离子树脂体积的2~3倍,以每小时115倍床层体积流过;º用超纯水冲洗,出水pH 为5左右;»用15%的NaOH 流过树脂,用量及流速与步骤¹相同;¼用超纯水冲洗至出水pH 为9左右;½用15%的盐酸,将树脂转成H +型,用量为树脂体积的3~5倍,流速与步骤¹相同;¾酸洗结束后,用超纯水冲洗至出水pH 为6左右,待用。
在水洗时,开始的流速与前面酸和碱的流速相同,以保证水洗充分,稍后可以加大流速冲洗。
将四丁基溴化铵以不同床层体积的流速通过转型的离子交换树脂(为了方便考察,实验中均使用5ml 的离子交换树脂),每隔一段时间后取样分析。
113 四丁基氢氧化铵的制备以及阴离子的提纯以四丁基溴化铵作原料,考虑到操作的方便性,首先使用两室一膜法选择合适的阳离子交换膜,然后改变原料的浓度以及电流密度,再使用三室两膜电解合成四丁基氢氧化铵,以电流效率为考察目标。
最后采用离子膜电解法对合成的四丁基氢氧化铵中的阴离子进行提纯。
2 实验结果与讨论211 四丁基溴化铵中金属离子的提纯21111 WU -64树脂对四丁基溴化铵的提纯 从图3中可以看出,流出液中的Na +含量在一开始可以保持很低,当流出液体积达到1300m l 时,Na +含量急速上升。
这是因为在1300ml 时已经达到该树脂的穿透点,因此随着流出液的增加Na +含量急速上升。
当原料流速为每小时5倍床层体积,H 型WU -64树脂的穿透体积为1300ml 。
WU -64型#78#化 工 学 报 第61卷图3 WU-64树脂流出液体积与N a +含量的关系F ig 13 R elatio nship of eluat e v olume andco ntent of N a +for W U -64resin树脂过料前床层高度为116cm ,树脂穿透后,床层体积变为119cm 。
树脂的溶胀度为18175%。
21112 D001树脂对四丁基溴化铵的提纯 从图4中可以看出,流出液中Na +的含量随流出液体积的增加,先降后升再降,到最后又开始上升。
这是因为,大孔树脂对原料首先有一个吸附的过程,原料刚开始流过树脂层时,树脂吸附其中的N a +,使得流出液中Na +含量下降。
当吸附饱和后,流出液中的离子含量开始上升。
被树脂吸附的离子在树脂的孔表面发生离子交换过程,使得流出液中Na +含量又开始下降。
树脂离子交换饱和后,Na +含量又开始上升。
图4 D001树脂流出液体积与N a +含量的关系F ig 14 R elatio nship of eluat e v olume andco ntent of N a +for D001resinD001型树脂过料前床层高度为116cm,树脂穿透后,床层体积变为2cm 。
树脂的溶胀度为25%。
21113 DK110树脂对四丁基溴化铵的提纯 从图5中可以看出,流出液中Na +含量一开始就很高,流出液体积为10ml 时Na +含量为212ppm ,接近原料液中的含量。
当流出液体积为50ml 时,其中的Na +含量基本上与原料液中的Na +含量相当,树脂接近饱和。
说明DK110达不到提纯四丁基溴化铵的效果。
DK110型树脂过料前床层高度为116cm,树脂穿透后,床层体积变为2cm 。