75-24-1 / 三甲基鋁的提純方法和制備方法

背景及概述^[1-2]

三甲基鋁在常溫常壓下為無色透明液體，在空氣中自燃，遇火發(fā)生爆炸性反應(yīng)，與含有活潑氫的醇類、酸類發(fā)生激烈反應(yīng)。三甲基鋁能與己烷、庚烷等脂肪烴及甲苯、二甲苯等芳香烴以任意比例相溶。用碘甲烷與鎂、鋁粉反應(yīng)生成三甲基鋁和MgI₂，經(jīng)蒸餾、加鎂粉脫碘，再用物化法精制可得99.999%產(chǎn)品。本品可用于MOCVD工藝，并用作火箭燃料和聚合反應(yīng)催化劑。

高純?nèi)谆X主要用于高效太陽能電池背部鈍化膜的沉積，通過等離子體化學(xué)汽相沉積形成一層氧化鋁膜層，該膜層既保持了太陽能電池背面場效應(yīng)，使氧化鋁與硅晶體界面的高復(fù)合速率區(qū)域大大減少，從而提高了太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。

提純方法^[2]

一種三甲基鋁的提純方法，通過以下步驟制備：

(1)在裝有活性碳填料的填料塔底部通入氬氣1小時后，停止通氬氣，將純度為95％工業(yè)級三甲基鋁裝入填料塔中，繼續(xù)通氬氣，維持塔內(nèi)溫度100℃，全回流16h后，去除輕、重組份，從塔頂采集126℃餾份；

(2)將收集到的餾分冷卻到20℃后，進行等離子電除塵，除去微量顆粒及金屬化合物；

(3)電除塵后的三甲基鋁經(jīng)0.05微米微孔過濾器，在真空度為0.05MPa下過濾，得到純化的三甲基鋁。

用ICP-MS檢測純化的三甲基鋁中金屬雜質(zhì)，Ca≤8ppb，F(xiàn)e≤9ppb，Mg≤6ppb，Na≤2ppb，Zn≤3ppb，Ba≤2ppb，Cu≤3ppb，Ni≤2ppb，Pb≤5ppb；Ga≤6ppb，Sn≤5ppb，Zr≤3ppb，其它金屬雜質(zhì)未檢出，三甲基鋁純度大于99.9999％；用固體顆粒檢測儀檢測純化的三甲基鋁中的固體顆粒，大于1um的固體顆粒數(shù)為小于0.1p/ml(每10ml中含1顆粒)。

制備方法^[3]

步驟一、

將100g粒徑為400目的硅膠粉分散于濃度為0.1mol/L的鹽酸水溶液中，在60～70℃攪拌10～20h，冷卻至40℃，加入5gγ-氨丙基三乙氧基硅烷繼續(xù)攪拌10～20h，然后加入10g三正辛胺，攪拌4～8h，過濾后即可得到接枝二氧化硅。將得到的接枝二氧化硅裝入層析柱(內(nèi)徑為10mm)中，加壓保證填充均勻，然后加入正己烷進行沖洗，沖洗干凈后即可得到第一層析柱。將100g粒徑為400目的硅膠粉裝入層析柱(內(nèi)徑為10mm)中，加壓保證填充均勻，即可得到第二層析柱。

步驟二、

以CH₃MgX和AlX₃(X為I或Br)為原料，以乙醚為溶劑，合成反應(yīng)后經(jīng)過粗提得到純度為99.0％的三甲基鋁。以該三甲基鋁粗品進行包括以下步驟的提純操作。

步驟2.1：把該三甲基鋁倒入步驟一制備的第二層析柱中，依靠重力自然下流，待液體流完，收集溶液。

步驟2.2：將步驟2.1收集的溶液全部倒入步驟一制備的第一層析柱中，依靠重力自然下流，待液體流完收集溶液；再把收集的溶液全部倒入該第一層析柱中，重復(fù)步驟2的前述操作3次；

步驟2.3：對經(jīng)過步驟2.2處理后的第一層析柱進行加熱解配，加熱溫度為100℃，并在層析柱底部以真空泵抽真空為動力，收集解配的三甲基鋁可得到約19.2g三甲基鋁。

對步驟2.3得到的三甲基鋁進行ICP-OES和NMR分析，可以確認收集到的三甲基鋁的純度為99.9999％(6N)。

參考文獻

[1]精細化工辭典

[2][中國發(fā)明]CN201811638621.7一種三甲基鋁的提純方法

[3][中國發(fā)明,中國發(fā)明授權(quán)]CN201510193873.3高純?nèi)谆X的制備方法