四甲基氢氧化铵 性质用途与生产工艺.docx

四甲基氢氧化铵 性质用途与生产工艺四甲基氢氧化铵 性质、用途与生产工艺 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135145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，再继续浓缩脱水变成3个结晶水的结晶，再变成1个结晶水的四甲基氢氧化铵，在135140oC分解为三甲胺和二甲基醚。 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。 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。 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SiSiO2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。 制备方法 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。 电解法工艺简述 1,四甲基氯化铵为原料 其原理是电解槽阳极室中的四甲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，只有四甲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甲铵离子结合成四甲基氢氧化铵。随着通电量的增加而四甲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： (CH3)4NCl(CH3)4N+Cl 2Cl 2eCl2 阴极电化学反应为： H2OH+ + OH (CH3)4N+OH(CH3)4NOH 2H+2eH2 总反应为： 2(CH3)4NCl+2H2O2(CH3)4NOH+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。因此该方法制备四甲基氢氧化铵方法简单、纯度高、无环境污染。 2,四甲基碳酸氢铵为原料 电解原理与四甲基氯化铵为原料相似，不过没有氯气产生，阳极产生二氧化碳和氧气。总反应：(CH3)4NHCO3+H2O(CH3)4NOH+CO2+H2 化学性质 无色结晶，极易吸潮，在空气中能迅速吸收二氧化碳，130时分解为甲醇和三甲胺，通常使用有10、25水溶液和含结晶水化合物。 电解法工艺简述 1,四丙基溴化铵为原料 其原理是电解槽阳极室中的,四丙基溴化铵水溶液在电场力的作用下，溶液中的溴离子向阳极方向迁移直至在阳极上放电而析出溴气。同时，由于离子膜的选择透过性，溴离子无法扩散透过离子交换膜，只有四丙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丙铵离子结合成四丙基氢氧化铵。随着通电量的增加而四丙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： (CH3CH2CH2)4NBr(CH3CH2CH2)4N+Br 2Br 2eBr2 阴极电化学反应为： H2OH+ + OH (CH3CH2CH2)4N+OH(CH3CH2CH2)4NOH 2H+2eH2 总反应为： 2(CH3CH2CH2)4NBr+2H2O2(CH3CH2CH2)4NOH+H2+Br2 电解法中产生的氢气放空，生成的溴气收集起来备用。因此该方法制备四丙基氢氧化铵方法简单、纯度高、无环境污染。 2,四丙基碳酸氢铵为原料 电解原理与四丙基氯化铵为原料相似，不过没有溴气产生，阳极产生二氧化碳和氧气。总反应：(CH3CH2CH2)4NHCO3+H2O(CH3CH2CH2)4NOH+CO2+H2