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化工进展
2011年第30卷增刊
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS
s855 8
进展与述评3
四甲基氢氧化铵的制备及应用研究进展
许小荣,范少文,董妍妍,姚林祥,任保增
郑州大学化工与能源学院,河南郑州450001)
摘要:本文概述了几种各四甲基氢氧化铵(TMAH)的方法,比较了各种方法的优快点,介绍了其在不同
饭城的应用情况,光其是译網介绍了离于膜电解法,这种方法能制备得到纯度很高的TMAH。最后,对目前国
内外该产品的应用范國和市场需求进行了全面分析,提出目前该领城适到的机通和挑战。
关键词:四甲基氢氧化铵;制各;应用
Preparation and application of tetramethylammonium hydroxide
XU Xiaorong, FAN Shaowen, DONG Yanyan, YAO Linziang, REN Baozeng
School of Chemical and Energy Engineering, Zhengzhou University, Zhengzhou 450001, Henan, China
Abstract: Summarizes several preparation methods of tetramethylammonium hydroxide, and
compares the advantages and disadvantages of various methods respectively and introduces its
application in different fields Especially introduces the ionic membrane electricity method
detailed. in this method, can obtain high purity tetramethylammonium hydroxide And the
applications and various market demand of the product domestic and abroad at present for a
comprehensive analysis, points out tht challenges and opportunities in this field.
Key words: tetramethylammonium hydroxide; preparation; application
四甲基氢氧化铵(TMAH)又称氯氧化四甲产物。其化学反应式为
基铵,是一种碱性相当于苛性碱的有机碱,它在工2(CH)、NCI+Ag2O+H2O-2(CH)、NOH+2AgCl
业领域有着广泛的用途,如用于有机硅系列产品合
由于在此反应中使用的是氧化银为原料,不仅
成中的催化剂,聚脂类聚合、纺织行业、塑料制品成本很高,而且产物中不可避免地混入了微量银离
行业、皮革等行业”,电子正胶显影剂,硅晶片子,使产品受到污染,影响其质量。因此,这种方
蚀刻剂、CMP过程超纯清洗剂,电子级TMA日法是不符合市场要求的。相似的方法是采用Ag:O)
在电子行业中广泛用作FT-LCD2、1C、同时也是
和HgO等与四甲基卤化铵反应?。
液品显示器中的显像液。TMA日可通过绿色合成1.,2碱量换法
工来合成、电解法制备TMAH能将其中金属1.2.1氢氧化钙法
离子含量降到ppb级,使其在电子领域得到更加
在过量的氢氧化钙悬浮液中加入四甲基铵盐溶
广泛的应用。目前制备TMAH的主要生产方法有
液就可反应生成TMAH,反应后生成的钙盐可通
氧化银法、离子交换树脂法、碱置换法、膜电解法
和电渗析法等
过过滤加以除去,但在其反应过程中混入了很多杂
质离子,降低了产物的纯度
TMAH的制备方法
金项目:河南省重大科技攻关项目(No.092101210200,
1.1化银沉淀法
09211210201)
目前,国内生产 TMAH大多都是使用氧化银第一作者:许小荣(1987一)?男,硬士研究生。联系人:任保
法,就是引用四甲基氯化铵和氧化银反应生成目标
増,教授,博土生导师,主要从事绿色过程工程与清洁生产技术
方面的研究工作
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2011年第30卷
1.2.2氩氧化钾法
加其导电性。在两极加一电压以后,TMA+阳离
在过量的氢氧化钾悬浮液中加人四甲基铵盐溶子就可以通过阳离子交换膜进人阴极室,与阴极室
液就可反应生成TMAH,反应后生成的钙盐可通中水离解产生的(OH结合从而得到产物TMAH。
过过滤加以除去,但所得到的产物中不可避免的含
(2)阴离子交换膜法阴离子交换膜法和阳离
有一定的卤素离子、钾离子、钠离子。很明显,反子交换膜法的反应原理是基本一样的。将原料四甲
应得到的产物在电子领域中也是不符合的?。
基铵盐加人阴极室,阳极室中加入导电介质。通电
1.3离子交换树脂法
以后,四甲基铵盐的阴离子从阴极室透过阴离子膜
离子交换树脂法是以四甲基卤化铵为原料,通进入阳极室。阴极室中水电离可产生OH
过阴离子交换树脂来生产TMAH的方法。其原理MA与OI结合从而得到产物TMAH3
是树脂上的OH离子和四甲基铵盐中的酸根离子1.5.2多膜法
反应,通过此反应得到产品TMAH。但是此法采
多膜法与单膜法、双膜法原理大致是一样的
用的是氢氧化钠溶液对阴离子交换树脂再生,因此其区别就是该反应装置同时需要阳离子交换膜和阴
产品的质量和纯度不高;再者就是产物TMAH具离子交换膜。在实际生产中,被广泛用于的是三空
有很强的碱性,对离子交换树脂有腐蚀性,造成纯双膜电解槽装置1。此装置由一个阳极室、
度和品质下降很大。因此这种方法很难推广,更不个阴极室和一个中间盐室构成。反应开始前,将原
能应用于大批量的实际生产中?
料四甲基铵盐放入中间原料室,去离子水或者是一
1.4电析法
定浓度的TMAH水溶液〈如0.2mol/I.)放人阴
这种方法是采用由A-BP(A,阴离子交换膜;极室,以使得有导电的效果,将导电介质(如硫酸
BP,双极膜)组成的双极性膜电滲析装置钠)放人阳极室。在此之后加入搅拌装置,使得溶
(BMED)来电解碱化四甲基氯化铵以制备四甲基液在电解时能够非常均匀地电解。通电之后,在电
氢氧化铵,双极性膜在反向偏压的作用下在其中间场力的作用下,原料中的TMA-进入阴极室,阴
层将水分子解离成H、OH-。此法已广泛应用离子X进人阳极室。此法电解效率高,而且能够
于一些工业过程中,并已在有机酸/氨基酸生产或
得到纯度很高的产物TMAH,有效的减少了污染,
电酸化大豆蛋白质的实验性装置中进行了研究,该是一种绿色环保的生产方法,所以很值得推广
方法不仅环保而且成本低廉,是生产制各TMAH
几种制备方法的比较
的一种可行的新方法。
从以上制备TMAH的方法来看,离子交换树
1.5离子膜电解法
脂法操作困难,TMAH对树脂腐蚀严重:置换法
离子膜电解法是将电解和离子膜结合在一起来生产TMAH不可避免的存在杂质金属离子,不能
制备TMAH的一种方法,能够得到高纯度的满足电子等行业对其纯度的要求;电渗析法目前