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本文研究了高纯度四甲基氢氧化铵的制备,其过程是先合成四甲基碳酸氢铵,然后经提纯、电解后制得高纯的四甲基氢氧化铵。
四甲基碳酸氢铵以碳酸二甲酯(DMC)和三甲胺(TMA)醇溶液为原料,合成中间产物四甲基铵碳酸甲酯(TMACO3CH3),再经水解制得。考察反应条件对中间产物TMACO3CH3收率的影响,得出最优反应条件:甲醇为溶剂,TMA与DMC配比1:1.3(mo1),反应时间6h,反应温度120℃。在最优条件下中间产物的收率接近100%。
分别考察了凝胶、大孔强酸型和弱酸型树脂对原料四甲基碳酸氢铵的提纯效果,其中WU64-H型(大孔强酸型)树脂在5倍树脂床层体积流速下分离效果最好,且料液浓度和离子含量相同时,该树脂对四甲基氯化铵处理量大于四甲基碳酸氢铵。研究了树脂的再生,当以质量分数为6-8%的盐酸作再生剂,3-4倍树脂床层体积用量,逆流方式再生树脂后,提纯原料效果最佳;树脂采用酸-碱-酸再生与单独采用酸再生效果区别不大,而直接碱性再生效果较差。经电解-树脂结合法提纯原料效果优于单独采用树脂的提纯。提纯后的原料经超净电解,合成的四甲基氢氧化铵中Na+含量可低至10ppb。
离子色谱分析结果受取样环境的影响较大,经研究发现在洁净区内取样分析效果最佳。降低四甲基铵根(TMA+)离子的浓度,有利于提高色谱对于痕量元素分析的准确性。本文分别使用了HZ816、SP207、C467和D401型树脂对TMA+进行吸附分离,其中SP207对TMA+的选择性最佳。同时本文采用电解法对原料预处理,考察了CMF、HSF及CMV膜对Na+与TMA+迁移的影响,得到使用HSF膜两种离子的迁移速率差异最大,可用于消除部分TMA+。