CN108147378B - 一种三甲基硅烷基胺的精制方法 - Google Patents
一种三甲基硅烷基胺的精制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108147378B CN108147378B CN201810121080.4A CN201810121080A CN108147378B CN 108147378 B CN108147378 B CN 108147378B CN 201810121080 A CN201810121080 A CN 201810121080A CN 108147378 B CN108147378 B CN 108147378B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- trimethylsilyl amine
- parts
- amine
- trimethylsilyl
- rectifying
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
- C01B21/06—Binary compounds of nitrogen with metals, with silicon, or with boron, or with carbon, i.e. nitrides; Compounds of nitrogen with more than one metal, silicon or boron
- C01B21/068—Binary compounds of nitrogen with metals, with silicon, or with boron, or with carbon, i.e. nitrides; Compounds of nitrogen with more than one metal, silicon or boron with silicon
- C01B21/0687—After-treatment, e.g. grinding, purification
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D67/00—Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
- B01D67/0081—After-treatment of organic or inorganic membranes
- B01D67/0093—Chemical modification
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/80—Compositional purity
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
Abstract
本发明涉及一种三甲基硅烷基胺的精制方法，工业级三甲基硅烷基胺进入装有三甲基硅烷基胺提纯渗透膜的膜反应器中，温度10‑30℃，流速1‑5BV/h，压力0.3‑0.7MPa，得到初步精制的三甲基硅烷基胺，再经精馏得到高纯度的三甲基硅烷基胺。
Description
技术领域
本发明涉及一种硅烷基胺的纯化方法，特别是一种三甲基硅烷基胺的精制方法。
背景技术
三甲硅烷基胺(化学分子式为N(SiH3)3，在本发明中简称“TSA”)是易变的、无色的、 可自燃的和可容易地水解的液体，其具有-105.6℃的熔点和+52℃的沸点。含氮的硅化合物如三甲硅烷基胺是半导体工业中重要的物质。使用TSA制备氮化硅层。更特别地发现了TSA在芯片制造中作为氮化硅层或氧氮化硅层的层前体中的应用。由于其在芯片制造中的用途，重要的是能够安全、可靠、一致地以所要求的通常为高纯度的质量制备三甲硅烷基胺。
CN103974958B 在液相中制备三甲硅烷基胺的方法，所述方法包括将一氯甲硅烷(A或A')以在溶剂(H)中的溶液的液体形式预先装入反应器(1)中，其中所述溶剂对于一氯甲硅烷、氨和TSA是惰性的并且具有比TSA高的沸点，和将氨(B)以在溶剂(H)中的溶液形式导入所述反应器，在反应器(1)中进行反应，接着将来自反应器(1)的所得产物混合物导入和穿过过滤器单元(2)，并从所述产物混合物中分离出固体氯化铵(C)，和将来自过滤器单元(2)的滤液导入蒸馏塔(3)，在蒸馏塔(3)中将过量的一氯甲硅烷(A')通过塔顶蒸馏出、冷凝和与所述溶剂混合以液体形式输送到反应器(1)，和将气体物质(D)通过蒸馏塔(3)的塔顶排出，和将底部产物(E)输送到蒸馏塔(4)，在蒸馏塔(4)中将所述产物三甲硅烷基胺(G)通过塔顶蒸馏出并冷凝。主要靠蒸馏提纯。
CN106659999A公开涉及一种在液相中制备三甲硅烷基胺的方法，其中一氯硅烷以液态形式存在于高温的溶剂中，并且一氯硅烷与化学计量过量的NH3反应。所述TSA的制备依照以下反应方程式进行：(1)3SIH3Cl+4NH3→3NH4Cl+(SiH3)3N。经蒸馏纯化的TSA的纯度高于99.5重量％。
TWI585037B公开了种于液相制造三矽烷胺之方法，其特征在于(a)至少将溶解在溶剂(L)中的一氯甲矽烷(monochlorosilane,MCS)于液态在反应炉(1)内进料，其中该溶剂相对于MCS、氨(NH3)以及TSA为惰性，并具有较TSA为高的沸点，搅拌该溶液，且将该溶液的温度T设为10℃或更高，以及(b)该反应在反应炉(1)中进行，其中将相对于MCS化学计量过量的NH3引入该反应炉(1)，其中维持该温度T，以及接着(c)将该反应炉降压，压力设定为从0.5bar a至0.8bar a，加热该反应炉，从该反应炉(1)塔顶经由蒸馏装置(2)以气体型态输导该产物混合物(TSA,L,NH4Cl,DSA,NH3)，借由真空装置(8)将该NH3分离，在热交换器(7)中将该产物混合物(TSA,L,NH4Cl,DSA)凝结且在容器(6)中收集该产物混合物(TSA,L,NH4Cl,DSA)，以及(d)借由过滤装置(3)过滤该产物混合物，并且从该产物混合物分离固体氯化铵(NH4Cl)，并从该过滤装置(3)将滤液输导至该精馏管柱(4)，在该精馏管柱(4)中分离该滤液为DSA及混合物(TSA,L)，该DSA自塔顶分离出，且将该混合物(TSA,L)输导至精馏管柱(11)，在该精馏管柱(11)中分离溶剂(L)及TSA，该TSA自塔顶分离出，并将该溶剂再循环，或从该过滤装置(3)将该滤液输导至批次精馏管柱(4)，从该批次精馏管柱(4)塔顶将DSA分离出以及接着在塔顶将TSA分离出，并将该溶剂再循环，以及(e)从该反应炉(1)经由过滤装置(5)输导该底部产物混合物(L,NH4Cl)，并在该过滤装置(5)中分离固体氯化铵(NH4Cl)，并取得该溶剂(L)，该溶剂是在容器(9)中被收集，以及(f)将0至99%的该溶剂再循环并以溶剂(L)替换非再循环的溶剂。达到超过99.5重量%的TSA纯度。
现有专利及文献技术所使用三甲基硅烷基胺经精馏处理后，三甲基硅烷基胺纯度难以超过99.99%。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种三甲基硅烷基胺的精制方法。
为了解决以上技术问题，本发明采用了如下的技术方案：一种三甲基硅烷基胺的精制方法，包括以下步骤：
(1)按重量份计，将100份均相阴离子交换膜，用5-10份甲醇清洗表面，干燥，干膜浸埋在1000-2000份丙烯基-1,3-磺酸内酯，0.0001-0.001份二甲基硅烷基(环戊二烯)(9-芴基)二氯化锆，0.01-0.1份9-十八烯酸铜，0.1-1份烯丙基辛基醚混合溶液中，N2保护，用60Coγ射线照射剂量为10-50kGy左右，辐照时间10-60分钟，将接枝膜取出，用1000-2000份四氢呋喃清洗膜的表面，干燥，得到三甲基硅烷基胺提纯渗透膜。
(2)工业级三甲基硅烷基胺进入装有三甲基硅烷基胺提纯渗透膜的膜反应器中，温度10-30℃，流速 1-5BV/h，得到初步精制的三甲基硅烷基胺，再经精馏得到高纯度的三甲基硅烷基胺。
进一步的，膜反应器压力0.3-0.7MPa。
所述的精馏，包括多级精馏和单级精馏。
所述的均相阴离子交换膜，丙烯基-1,3-磺酸内酯，二甲基硅烷基(环戊二烯)(9-芴基)二氯化锆， 9-十八烯酸铜均为市售产品。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
经本专利三甲基硅烷基胺提纯渗透膜通过接枝丙烯基-1,3-磺酸内酯，二甲基硅烷基(环戊二烯)(9-芴基)二氯化锆，9-十八烯酸铜以及其形成的金属配合物 ，可以吸附三甲基硅烷基胺中的杂质，工业级三甲基硅烷基胺经膜处理后，再经精馏即可以得到体积分数99.999%的高纯度三甲基硅烷基胺。
所述的反应物均为市售产品，优选工业级产品。
具体实施方式
以下结合具体实施例，进一步阐明本发明，但这些实施例仅用于解释本发明，而不是用于限制本发明的范围。
实施例中工业级三甲基硅烷基胺为市售产品，纯度95％。
实施例1
一种三甲基硅烷基胺的精制方法，包括以下步骤：
(1)按重量份计，将100份均相阴离子交换膜，用8份甲醇清洗表面，干燥，干膜浸埋在1500份丙烯基-1,3-磺酸内酯，0.0003份二甲基硅烷基(环戊二烯)(9-芴基)二氯化锆，0.04份9-十八烯酸铜，0.1份烯丙基辛基醚混合溶液中，N2保护，用60Coγ射线照射剂量为34kGy左右，辐照时间30分钟，将接枝膜取出，用1800份四氢呋喃清洗膜的表面，干燥，得到三甲基硅烷基胺提纯渗透膜。
(2)工业级三甲基硅烷基胺进入装有三甲基硅烷基胺提纯渗透膜的膜反应器中，温度22℃，流速 2BV/h，膜反应器压力0.4MPa。得到初步精制的三甲基硅烷基胺，再经精馏得到高纯度的三甲基硅烷基胺。三甲基硅烷基胺纯度见表1。
实施例2
一种三甲基硅烷基胺的精制方法，包括以下步骤：
(1)按重量份计，将100份均相阴离子交换膜，用5份甲醇清洗表面，干燥，干膜浸埋在1000份丙烯基-1,3-磺酸内酯，0.0001份二甲基硅烷基(环戊二烯)(9-芴基)二氯化锆，0.01份9-十八烯酸铜，0.4份烯丙基辛基醚混合溶液中，N2保护，用60Coγ射线照射剂量为10kGy左右，辐照时间60分钟，将接枝膜取出，用1000份四氢呋喃清洗膜的表面，干燥，得到三甲基硅烷基胺提纯渗透膜。
(2)工业级三甲基硅烷基胺进入装有三甲基硅烷基胺提纯渗透膜的膜反应器中，温度10℃，流速 1BV/h，膜反应器压力0.3MPa，得到初步精制的三甲基硅烷基胺，再经精馏得到高纯度的三甲基硅烷基胺。三甲基硅烷基胺纯度见表1。
实施例3
一种三甲基硅烷基胺的精制方法，包括以下步骤：
(1)按重量份计，将100份均相阴离子交换膜，用10份甲醇清洗表面，干燥，干膜浸埋在2000份丙烯基-1,3-磺酸内酯，0.001份二甲基硅烷基(环戊二烯)(9-芴基)二氯化锆，0.1份9-十八烯酸铜，1份烯丙基辛基醚混合溶液中，N2保护，用60Coγ射线照射剂量为50kGy左右，辐照时间10分钟，将接枝膜取出，用2000份四氢呋喃清洗膜的表面，干燥，得到三甲基硅烷基胺提纯渗透膜。
(2)工业级三甲基硅烷基胺进入装有三甲基硅烷基胺提纯渗透膜的膜反应器中，温度30℃，流速 5BV/h，膜反应器压力0.7MPa，得到初步精制的三甲基硅烷基胺，再经精馏得到高纯度的三甲基硅烷基胺。三甲基硅烷基胺纯度见表1。
对比例1
丙烯基-1,3-磺酸内酯不加入，其它同实施例1，三甲基硅烷基胺纯度见表1。
对比例2
二甲基硅烷基(环戊二烯)(9-芴基)二氯化锆不加入，其它同实施例1，三甲基硅烷基胺纯度见表1。
对比例3
9-十八烯酸铜不加入，其它同实施例1，三甲基硅烷基胺纯度见表1。
对比例4
烯丙基辛基醚不加入，其它同实施例1，三甲基硅烷基胺纯度见表1。
对比例5
不经三甲基硅烷基胺提纯渗透膜吸附，只进行精馏。三甲基硅烷基胺纯度见表1。
对比例6
不经精馏，其它同实施例1，三甲基硅烷基胺纯度见表1。
表1：不同工艺做出的试验样品吸附后三甲基硅烷基胺纯度%的比较。
Claims (3)
1.一种三甲基硅烷基胺的精制方法，其特征在于包括以下步骤：
工业级三甲基硅烷基胺进入装有三甲基硅烷基胺提纯渗透膜的膜反应器中，温度10-30℃，流速 1-5BV/h，得到初步精制的三甲基硅烷基胺，再经精馏得到高纯度的三甲基硅烷基胺；
三甲基硅烷基胺提纯渗透膜的制备方法包括：按重量份计，将100份均相阴离子交换膜，用5-10份甲醇清洗表面，干燥，干膜浸埋在1000-2000份丙烯基-1,3-磺酸内酯，0.0001-0.001份二甲基硅烷基(环戊二烯)(9-芴基)二氯化锆，0.01-0.1份9-十八烯酸铜，0.1-1份烯丙基辛基醚混合溶液中，N2保护，用60Coγ射线照射剂量为10-50kGy，辐照时间10-60分钟，将接枝膜取出，用1000-2000份四氢呋喃清洗膜的表面，干燥，得到三甲基硅烷基胺提纯渗透膜。
2.根据权利要求1所述的一种三甲基硅烷基胺的精制方法，其特征在于膜反应器压力0.3-0.7MPa。
3.根据权利要求1所述的一种三甲基硅烷基胺的精制方法，其特征在于：所述的精馏，包括多级精馏和单级精馏。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810121080.4A CN108147378B (zh) | 2018-02-07 | 2018-02-07 | 一种三甲基硅烷基胺的精制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810121080.4A CN108147378B (zh) | 2018-02-07 | 2018-02-07 | 一种三甲基硅烷基胺的精制方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108147378A CN108147378A (zh) | 2018-06-12 |
| CN108147378B true CN108147378B (zh) | 2019-08-20 |
Family
ID=62457019
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810121080.4A Active CN108147378B (zh) | 2018-02-07 | 2018-02-07 | 一种三甲基硅烷基胺的精制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108147378B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113912029B (zh) * | 2021-10-18 | 2023-02-21 | 浙江博瑞电子科技有限公司 | 一种超低温制备三甲硅烷基胺的方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101735471A (zh) * | 2009-12-22 | 2010-06-16 | 上海大学 | 辐射接枝法制备均相强碱性阴离子交换膜的方法 |
| DE102011075974A1 (de) * | 2011-05-17 | 2012-11-22 | Evonik Degussa Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Trisilylamin in der Gasphase |
| DE102011078749A1 (de) * | 2011-07-06 | 2013-01-10 | Evonik Degussa Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Trisilylamin aus Monochlorsilan und Ammoniak |
| EP3590888B1 (en) * | 2011-10-07 | 2022-02-16 | Air Liquide Advanced Materials LLC | Apparatus and method for the condensed phase production of trisilylamine |
| US20130209343A1 (en) * | 2012-02-10 | 2013-08-15 | American Air Liquide, Inc. | Liquid phase synthesis of trisilylamine |
| DE102012214290A1 (de) * | 2012-08-10 | 2014-02-13 | Evonik Industries Ag | Verfahren zur gekoppelten Herstellung von Polysilazanen und Trisilylamin |
| US9284198B2 (en) * | 2013-06-28 | 2016-03-15 | Air Products And Chemicals, Inc. | Process for making trisilylamine |
-
2018
- 2018-02-07 CN CN201810121080.4A patent/CN108147378B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108147378A (zh) | 2018-06-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI540096B (zh) | 成對製造三矽胺與莫耳質量多達５００克／莫耳之聚矽氮烷的方法 | |
| TWI485101B (zh) | 於氣相中製備三甲矽烷胺之方法 | |
| US4112057A (en) | Process for purifying halogenosilanes | |
| JP6336111B2 (ja) | 純粋なトリシリルアミンを製造する方法 | |
| JP5855137B2 (ja) | モノクロロシラン、その製造方法および装置 | |
| JP2004217659A (ja) | アミノシラン製造方法 | |
| CN103974958A (zh) | 使用惰性溶剂由一氯甲硅烷和氨制备三甲硅烷基胺的方法 | |
| CN102300869A (zh) | 双(甲硅烷基有机基)胺和三(甲硅烷基有机基)胺的制备方法 | |
| CN112678829A (zh) | 一种高纯乙硅烷连续生产***及制备工艺 | |
| CN108147378B (zh) | 一种三甲基硅烷基胺的精制方法 | |
| US9656869B2 (en) | Process for the preparation of trisilylamine from monochlorosilane and ammonia | |
| US8404205B2 (en) | Apparatus and method for producing polycrystalline silicon having a reduced amount of boron compounds by forming phosphorus-boron compounds | |
| US7906094B2 (en) | Method for producing a high purity trisilane product from the pyrolysis of disilane | |
| CN117069756A (zh) | 一种高纯度四甲基硅烷的制备工艺 | |
| CN107867695A (zh) | 三氯硅烷的纯化***和多晶硅的制造方法 | |
| US10294109B2 (en) | Primary distillation boron reduction | |
| CN108586515B (zh) | 一种三甲硅烷基胺的合成方法 | |
| CN209242693U (zh) | 提纯三氯氢硅的装置 | |
| CN108946743B (zh) | 提纯三氯氢硅的方法 | |
| JP2006176357A (ja) | ヘキサクロロジシランの製造方法 | |
| US20140199227A1 (en) | Production of trisilylamine from monochlorosilane and ammonia by use of inert solvent | |
| JPS61151017A (ja) | シラン化合物の連続的製造法 | |
| TWI726508B (zh) | 用於降低含鹵矽烷的組合物中之硼化合物含量的方法 | |
| CN109179425A (zh) | 提纯三氯氢硅的装置 | |
| CN108675309A (zh) | 一种气相白炭黑生产原料供给的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |