一種烷基銦的提純方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于烷基銦提純技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種烷基銦的提純方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高純金屬有機(jī)化合物(簡稱M0源)是金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積技術(shù)(M0CVD)、化學(xué)束外延技術(shù)(CBE)過程中生長光電半導(dǎo)體薄膜材料的最關(guān)鍵基礎(chǔ)原料之一。其中，高純金屬有機(jī)化合物烷基銦(三甲基銦、三乙基銦與乙基二甲基銦)是生長氮化鎵銦(InGaN)、砷化鎵銦(InGaAs)、磷化鎵銦(InGaP)與磷化銦(InP)等薄膜材料的有機(jī)銦源，也是目前最重要、用量最大的原料之一。金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積技術(shù)(M0CVD)對M0源的純度要求特別高，要求其純度大于或等于99.9999%(6N)o特別地，隨著M0CVD技術(shù)不斷地發(fā)展，要求M0源某些敏感難除的雜質(zhì)元素含量更低，如Zn、S1、Fe、0等雜質(zhì)，這對M0源的提純工藝提出更高的要求。
[0003]目前烷基銦與乙醚配合物的解配與提純常用的方法主要是使用高聚醚類配體和胺類配體解配，再精餾提純。以上兩類配體均存在不足，高聚醚類配體在于:1)在解配時(shí)容易發(fā)生變性；2)烷基銦含氧量偏高；3)產(chǎn)品損失大。胺類配體在于:1)配體容易隨產(chǎn)品一起被蒸出，產(chǎn)品純度低，精餾壓力大；2)需要進(jìn)行多次解配，生產(chǎn)效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種工藝簡單、提純效果好、適合規(guī)模化生產(chǎn)的烷基銦的提純方法。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種烷基銦的提純方法，包括以下步驟:
①配合物置換反應(yīng):在惰性氣體保護(hù)下，向反應(yīng)釜中加入膦類配體，然后在攪拌條件下加入烷基銦與醚類配合物，繼續(xù)攪拌1~5個(gè)小時(shí)進(jìn)行置換反應(yīng)；
②醚類回收:在真空度100~600mmHg、溫度60~120°C下蒸餾5~15h回收置換反應(yīng)置換出的醚類；
③除雜:在真空度l~100mmHg、溫度60~120°C下蒸餾4~20h除去醚與低沸點(diǎn)雜質(zhì)；
④解配:在真空度l~100mmHg、溫度100~220°C下解配獲得烷基銦粗品；
⑤精館1:將燒基銅粗品送入精飽塔精飽獲得尚純燒基銅。
[0006]所述烷基銦與醚類配合物、膦類配體的摩爾比為1:1~3。
[0007]所述膦類配體為三苯基膦或烷基膦；其中，烷基膦中的烷基為C原子數(shù)4 一 8的烷基。
[0008]所述烷基銦與醚類配合物中的醚類為乙醚或四氫呋喃。
[0009]步驟⑤中所述精餾塔的壓力為200~500mmHg、塔底溫度100~160 °C，回流比5-20:1。
[0010]所述步驟⑤中所用的精餾塔為填料塔。[0011 ] 所述步驟⑤中所用的精餾塔為填料塔。
[0012]所述填料塔的填料采用堆散填料或規(guī)整填料；堆散填料為任何形狀，例如但不限于環(huán)狀、鞍狀、波紋板等，尺寸為3mm~50mm ;填料塔的理論塔板數(shù)為10~60。
[0013]本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是:本發(fā)明避免了使用高聚醚類配體與胺類配體時(shí)存在的缺點(diǎn)，并且除雜效果好，大大地降低了精餾工序?qū)s設(shè)備與精餾工藝的要求，有效地提高了生產(chǎn)效率，更適合規(guī)?；a(chǎn)；采用膦類配體對烷基銦與醚類配合物的解配對于敏感難除的雜質(zhì)元素，如Zn、S1、Fe、0等效果更好，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和穩(wěn)定性；解配過程中回收的醚類溶劑和所用的膦類配體均可循環(huán)利用，顯著地節(jié)省生產(chǎn)成本與減少“三廢”的排放。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此。
[0015]實(shí)施例1
一種三甲基銦的提純方法，包括以下步驟:
①配合物置換反應(yīng):在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，向反應(yīng)釜中加入三苯基膦，然后在攪拌條件下加入三甲基銦與乙醚配合物(三甲基銦與乙醚配合物、三苯基膦的摩爾比為1:1)，繼續(xù)攪拌2個(gè)小時(shí)進(jìn)行置換反應(yīng)；
②醚類回收:在真空度300mmHg、溫度90°C下蒸餾10h回收置換反應(yīng)置換出的乙醚；
③除雜:在真空度50mmHg、溫度90°C下蒸餾10h除去乙醚與低沸點(diǎn)雜質(zhì)；
④解配:在真空度60mmHg、溫度160°C下解配獲得三甲基銦粗品；
⑤精餾:將三甲基銦粗品送入精餾塔精餾獲得高純?nèi)谆?純度多99.9999%)，精餾塔的壓力為300mmHg、塔底溫度30°C，回流比12:1 ;其中，精餾塔采用填料塔，填料塔的填料采用堆散填料，堆散填料為環(huán)狀，尺寸為3mm~50mm ;填料塔的理論塔板數(shù)為30。
[0016]本實(shí)施例中三甲基銦的收率為90%。
[0017]實(shí)施例2
一種三乙基銦的提純方法，包括以下步驟:
①配合物置換反應(yīng):在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，向反應(yīng)釜中加入三苯基膦，然后在攪拌條件下加入三乙基銦與乙醚配合物(三乙基銦與乙醚配合物、三苯基膦的摩爾比為1: 3)，繼續(xù)攪拌1個(gè)小時(shí)進(jìn)行置換反應(yīng)；
②醚類回收:在真空度lOOmmHg、溫度120°C下蒸餾5h回收置換反應(yīng)置換出的乙醚；
③除雜:在真空度50mmHg、溫度60°C下蒸餾4h除去乙醚與低沸點(diǎn)雜質(zhì)；
④解配:在真空度lOOmmHg、溫度100°C下解配獲得三乙基銦粗品；
⑤精餾:將三乙基銦粗品送入精餾塔精餾獲得高純?nèi)一?純度多99.9999%)，精餾塔的壓力為200mmHg、塔底溫度160°C，回流比5:1 ;其中，精餾塔采用填料塔，填料塔的填料采用堆散填料，堆散填料為鞍狀，尺寸為3mm~50mm ;填料塔的理論塔板數(shù)為10。
[0018]本實(shí)施例中三乙基銦的收率為86.9%。
[0019]實(shí)施例3
一種三乙基銦的提純方法，包括以下步驟:
①配合物置換反應(yīng):在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，向反應(yīng)釜中加入三苯基膦，然后在攪拌條件下加入三乙基銦與乙醚配合物(三乙基銦與乙醚配合物、三苯基膦的摩爾比為1:2)，繼續(xù)攪拌3個(gè)小時(shí)進(jìn)行置換反應(yīng)；
②醚類回收:在真空度600mmHg、溫度60°C下蒸餾15h回收置換反應(yīng)置換出的乙醚；
③除雜:在真空度ImmHg、溫度120°C下蒸餾20h除去乙醚與低沸點(diǎn)雜質(zhì)；
④解配:在真空度ImmHg、溫度220°C下解配獲得三乙基銦粗品；
⑤精餾:將三乙基銦粗品送入精餾塔精餾獲得高純?nèi)一?純度多99.9999%)，精餾塔的壓力為500mmHg、塔底溫度100°C，回流比20:1 ;其中，精餾塔采用填料塔，填料塔的填料采用堆散填料，堆散填料為波紋板，尺寸為3mm~50mm ;填料塔的理論塔板數(shù)為60。
[0020]本實(shí)施例中三乙基銦的收率為88.9%。
[0021]實(shí)施例4
一種三甲基銦的提純方法，包括以下步驟:
①配合物置換反應(yīng):在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，向反應(yīng)釜中加入三正己基膦，然后在攪拌條件下加入三甲基銦與乙醚配合物(三甲基銦與乙醚配合物、三正己基膦的摩爾比為1:1.5)，繼續(xù)攪拌3個(gè)小時(shí)進(jìn)行置換反應(yīng)；
②醚類回收:在真空度200mmHg、溫度80°C下蒸餾8h回收置換反應(yīng)置換出的乙醚；
③除雜:在真空度20mmHg、溫度70°C下蒸餾10h除去乙醚與低沸點(diǎn)雜質(zhì)；
④解配:在真空度20mmHg、溫度120°C下解配獲得三甲基銦粗品；
⑤精餾:將三甲基銦粗品送入精餾塔精餾獲得高純?nèi)谆?純度多99.9999%)，精餾塔的壓力為400mmHg、塔底溫度110°C，回流比15:1 ;其中，精餾塔采用填料塔，填料塔的填料采用堆散填料或規(guī)整填料；堆散填料為環(huán)狀，尺寸為3mm~50mm ;填料塔的理論塔板數(shù)為30 ο
[0022]本實(shí)施例中三甲基銦的收率為91.2%。