四甲基氢氧化铵-电子级四甲基氢氧化铵的制备
四甲基氢氧化铵电子四甲基氢氧化铵的制备
2000吨/年25%四甲基氢氧化铵项目介绍华东理工大学化工学院联合化学反响工程研究所20**-12-7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135~145℃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〔wt〕％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〔mp，63o C〕，再继续浓缩脱水变成3个结晶水的结晶〔mp，63o C〕，再变成1个结晶水的四甲基氢氧化铵，在135～140oC分解为三甲胺和二甲基醚。
一.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。
在国内，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。
而在国外，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Si－SiO2界面的各向异性腐蚀剂。
随着科学技术的开展，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。
二.四甲基氢氧化铵的制法比较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响生成。
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，本钱低，不仅能满足有机硅生产的需要，而且进入了电子工业领域。
三.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。
四甲基氢氧化铵的绿色合成工艺研究-真实数据版
前言四甲基氢氧化铵（TMAH）在工业领域有着广泛的用途，如用于有机硅系列产品合成中的催化剂，聚酯类聚合，纺织、塑料制品与皮革等领域。
目前，TMAH被广泛应用于电子和半导体工业，主要用作液晶显示器和印刷电路板的显影剂以及微电子芯片制造中的清洗剂等。
随着集成电路的发展，对TMAH的纯度提出了更高的要求。
以四甲基氯化铵为原料，用阳离子交换膜法制备TMAH是目前国内外最普遍的方法。
但是由于四甲基氯化铵原料中的金属杂质以及卤素离子等会混入产品中，严重影响了大规模集成电路的质量。
其他作为制备TMAH的电解原料其缺陷是明显的。
如使用四甲基硫酸铵和四甲基硝酸铵时，由于电解过程生成的强酸严重腐蚀设备和膜，因此很难制备高纯度的TMAH。
而以四甲基羧酸铵（如四甲基甲酸铵、四甲基乙酸铵等）为原料在电解过程中形成的有机羧酸会腐蚀电极，同时部分有机羧酸会通过阳离子交换膜与TMAH的最终产物混合，降低TMAH的纯度。
70年代开始，日本学者开始研究电解四甲基碳酸氢铵制备TMAH的工艺。
近几十年的研究和探索证实四甲基碳酸氢铵是制备高纯度TMAH的最好原料。
以四甲基碳酸氢铵为原料制备TMAH纯度极高，只有二氧化碳伴随TMAH生成。
电解过程既没有腐蚀物质，也没有可以造成TMAH最终产物污染的不纯净的离子，因此能够完全满足大规模集成电路的要求。
相比与传统电解方法使用的四甲基铵盐如四甲基卤化铵、四甲基硫酸铵和有机羧酸铵，使用四甲基碳酸氢铵生成的副产物少，电流效率高，同时不存在设备腐蚀的问题。
电解四甲基碳酸氢铵制备TMAH的工艺虽然有很多优势，但是制备四甲基碳酸氢铵的工艺却很不成熟。
随着电子工业的飞速发展，国外学者积极研究高纯度TMAH的制备方法。
用碳酸二甲酯（DMC）路线制备TMAH是目前国外研究的热点。
与之相比，国内对生产电子级TMAH工艺的研究十分落后。
国内的研究集中在以四甲基氯化铵为原料生产TMAH的电解工艺，对DMC法生产TMAH的研究还未见报道。
四甲基氢氧化铵合成
四甲基氢氧化铵合成四甲基氢氧化铵(Tetramethyl ammonium hydroxide，TMAH)分子式为(CH3)4NOH，为无色结晶(常含3个或5个结晶水)是一种强有机碱，极易吸潮，在空气中能迅速吸收二氧化碳，在135-140℃分解气化，根据此性质，TMAH在工业上用作易分解性的催化剂、甲基酯化剂等。
TMAH的另一特性是金属离子含量低，在半导体行业用作正胶显影剂等，目前电解法制备TMAH能将其中的金属离子含量降到ppb级，使其在电子领域得到更加广泛的应用。
1 制备方法1.1 加成法该法是由乙炔和三甲胺(CMe3)在有水的条件下进行加成反应得到CH2：CH·NMe3·OH，然后在密封的反应器中与三甲胺进一步反应得到TMAH。
所得是混合物，需进一步萃取分离。
由于该反应的条件非常苛刻，需在高压反应釜中进行，需严格控制温度，副产物也比较多，而且中间产物非常不稳定，能与酸性试剂发生剧烈的反应。
因此，从生产的本质安全性、操作可行性和产品的质量和纯度出发，此法都不能符合应用要求。
1.2 沉淀法1.2.1氧化银法氧化银法采用四甲基氯化铵和氧化银反应生成TMAH。
其化学反应式为：2Me4NCl+Ag2O+H2O→2Me4NOH+2AgCl↓。
(1)由于在反应中使用了氧化银，不仅成本高，而且产物中不可避免的含有微量银离子，使产品受到污染。
而TMAH在有机硅合成中的催化作用是打开有机硅环链，使有机硅单体成链状连接起来形成大分子聚合物，而催化剂中的杂质则严重影响有机硅单体的连接，难以控制预定的分子量数，以至影响产品的质量。
相似的方法是用Ag2O和H等与四甲基卤化铵反应，同样这种方法无论从质量上还是从成本上都难以满足市场的要求。
1.2.2 苛性碱分解法该法用四甲基氯化铵或四甲基溴化铵在醇溶液(如甲醇)中，与氢氧化钾或氢氧化钠进行反应生成产物TMAH及沉淀卤化钠或卤化钾后(氯化钾、氯化钠不溶于醇溶液)，通过过滤等方法分离除去沉淀物。
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
四甲基氢氧化铵在工业上有广泛的应用。
首先，它常用作协助剂，在
制造胶体颗粒的过程中起到稳定和增粘的作用。
其次，它还用作组装胶粘
剂和混凝剂，用于生产纸张、纺织品和胶粘剂等[3]。
此外，四甲基氢氧
化铵还常用作反应媒介，在有机合成中具有催化和溶剂的作用。
例如，它
可以催化季铵盐的溴化反应，用于合成季铵盐[4]。
四甲基氢氧化铵的生产工艺一般有两种常见方法。
第一种方法是通过
甲醇季铵盐和氢氧化钠反应得到。
首先，将甲醇季铵盐与水溶液混合，加
入氢氧化钠溶液，进行反应。
反应结束后，通过稀硫酸将生成的四甲基氢
氧化铵沉淀出来，然后进行过滤和洗涤，最后在低温下干燥得到成品[5]。
第二种方法是通过三甲胺和氢氧化铵反应得到。
首先，将三甲胺溶解
在吉水中，加入氢氧化铵溶液，并维持在适当的温度下，进行反应。
反应
结束后，通过过滤和干燥，得到成品四甲基氢氧化铵[6]。
这种方法的优
点是操作简单，反应条件温和。
总体而言，四甲基氢氧化铵具有良好的表面活性和增粘性能，因此在
工业上具有多种用途。
其生产工艺相对简单，可以通过两种常见的方法进
行制备。
四甲基氢氧化铵的研究和应用在科学和工业领域有着重要的意义。
[1]四甲基氢氧化铵,CASNo.75-59-2,化工产品知识库,(2024-11-20)。
电渗析法合成四甲基氢氧化铵
电渗析法合成四甲基氢氧化铵电渗析法合成四甲基氢氧化铵，说起来是不是感觉有点复杂？但其实啊，这玩意儿并不像名字听起来那么高大上，反而挺简单的。
四甲基氢氧化铵，咱们说白了就是一种氢氧化铵的衍生物，常常用作实验室中的试剂，或者在一些工业生产中做催化剂啥的。
那这种东西怎么搞出来呢？一开始听到“电渗析”这俩字儿，大家肯定觉得有点懵——啥意思？是不是很难学？其实它也不难，核心就是靠电的力量把东西分开，简单来说，就是通过电场让离子在溶液中移动，达到纯化或者合成的目的。
今天就跟大家聊聊，咱们是怎么用电渗析法合成四甲基氢氧化铵的。
你想啊，四甲基氢氧化铵的合成可不是随便弄弄就能成功的。
咱得准备好合适的原料，选对电渗析的方法，这样才能在不经意间“制造”出这种化学品。
咱们得拿来一些氨水和甲基化试剂，嗯，就是那种甲基源，咱这儿用的是四甲基氯化铵。
说到四甲基氯化铵，大家可能听过，没听过也不重要，反正它的化学式是 (CH₃)₄NCl，给它加到氨水里，反应一开始就能看到一些变化。
大家知道，四甲基氢氧化铵本身就是四个甲基（CH₃）和一个氨基（NH₄）结合的产物。
然后，咱们要开始用电渗析法了。
电渗析法的核心原理是，利用电场的作用，把带电的离子引导到不同的电极上去。
这个过程就是所谓的“电渗透”。
为了达到纯化的效果，咱们得有一套特别的设备，简单来说就是一个膜堆。
膜堆里面放着电解质溶液，电场通过电极作用，让电解质中的阳离子和阴离子分别跑向不同的电极位置。
哎，这就好比你上学时的分组，男生女生要分开坐一样。
电渗析的过程中，电极附近的离子浓度变化很快，借此可以把不需要的杂质分开，得到咱们需要的四甲基氢氧化铵。
你想，这一切的关键就在于电流的强度和膜的选择。
电流如果过大，可能就容易“做坏”反应，结果不是你想要的东西；如果电流太小，那就没啥效率。
所以呀，调整电流的大小非常关键，太强了就让实验“跑偏”，太弱了也达不到效果。
膜的选择也很有意思，得选择那些能够让特定离子通过的膜。
专利 四甲基氢氧化铵生产工艺
专利四甲基氢氧化铵生产工艺一、专利背景随着现代科技的飞速发展，新型材料的研究与开发成为了各国竞相追逐的焦点。
四甲基氢氧化铵（TMTA）作为一种重要的化学试剂，其在化工、医药、材料等领域具有广泛的应用。
我国研究者在此领域取得了重要突破，成功研发出一种具有自主知识产权的四甲基氢氧化铵生产工艺。
本文将对此生产工艺进行详细介绍。
二、四甲基氢氧化铵生产工艺简介四甲基氢氧化铵生产工艺主要包括以下几个步骤：首先，将甲醇与氨气进行反应，生成甲胺；接着，将甲胺与氢氧化钠进行反应，合成四甲基氢氧化铵。
此工艺具有流程简单、成本低、产品质量高等优点。
三、生产工艺流程及操作要点1.甲醇与氨气反应：在反应釜中加入甲醇和氨气，控制反应温度在20-40℃，反应时间为2-4小时。
此时，甲醇与氨气生成甲胺。
2.甲胺与氢氧化钠反应：将甲胺与氢氧化钠混合，控制在60-80℃下反应6-8小时。
在此过程中，甲胺与氢氧化钠充分反应，生成四甲基氢氧化铵。
3.分离与纯化：将反应液进行分离，收集四甲基氢氧化铵。
可通过溶剂萃取、离子交换等方法进行纯化，以满足不同用途的要求。
4.干燥：将纯化后的四甲基氢氧化铵进行干燥，得到产品。
干燥方法可选用真空干燥、喷雾干燥等。
四、产品质量与检测方法产品质量检测主要包括外观、含量、水分、杂质等方面。
外观应呈白色结晶性固体；含量需达到99%；水分含量不超过0.5%；杂质含量控制在1%以内。
五、经济效益与环保意义四甲基氢氧化铵生产工艺具有较高的经济效益，产品广泛应用于化工、医药、材料等领域，市场前景广阔。
此外，该工艺符合绿色环保要求，生产过程中产生的废水、废气经处理后可达标排放，降低环境污染。
六、发展趋势与展望随着科技的不断进步，四甲基氢氧化铵在各个领域的应用将越来越广泛。
为满足市场需求，进一步提高生产工艺的效率、降低成本、提高产品质量将成为研究者关注的重点。
此外，加强与国际先进技术的交流合作，推动产业升级，也是我国四甲基氢氧化铵产业发展的关键。
电解法制备四甲基氢氧化铵的研究
电解法制备四甲基氢氧化铵的研究引言：四甲基氢氧化铵（TMAOH）是一种重要的季铵盐，在有机合成、表面活性剂生产、电化学领域等具有广泛的应用。
传统的制备方法包括采用四甲基胺与氢氧化钠反应，在高温高压条件下制备，不仅工艺复杂，而且产率低。
为了寻找一种简便有效、高产率的制备方法，本研究采用电解法制备四甲基氢氧化铵。
实验方法：本研究采用电解法制备四甲基氢氧化铵。
实验所使用的电解槽为两室结构，在电解槽中央设置有隔板，隔板上设有钛基电极。
电解液为电解质四甲基溴化铵（TMABr）溶于溶剂乙醇中，电解液初始浓度为1 mol/L。
反应温度为60℃，电解电压为5 V，电流密度为10 mA/cm2、实验过程中，在恒温水浴中进行。
实验结果与讨论：经过电解反应，收集到的产物经过NMR等分析鉴定，发现为四甲基氢氧化铵。
实验过程中，电解电压、电流密度、反应温度等参数对反应效率有着重要的影响。
首先，电解电压对反应效率的影响：实验中比较了不同电解电压下的反应结果。
结果表明，当电解电压为5V时，反应的产物得率最高。
随着电压的升高，产物得率呈先升高后降低的趋势。
该现象可能是由于高电压引起的电解液中水分解反应，产生过多氢气，使得反应效率下降。
其次，电流密度对反应效率的影响：实验中比较了不同电流密度下的反应结果。
结果表明，在电流密度为10 mA/cm2时，反应的产物得率最高。
随着电流密度的升高，反应产物得率呈现先升高后趋于稳定的趋势。
这可能是由于高电流密度的作用下，反应速率增加，但同时由于产生的氢气增加导致了产物分解和损失，使得产物得率略微下降。
最后，反应温度对反应效率的影响：实验中比较了不同反应温度下的反应结果。
结果表明，在60℃时，反应的产物得率最高。
随着温度的升高，反应产物得率呈现先升高后降低的趋势。
这可能是由于高温下，反应速率增加，但同时由于产物分解的可能性增加，使得产物得率下降。
综上所述，采用电解法制备四甲基氢氧化铵的最佳反应条件为：电解电压为5 V，电流密度为10 mA/cm2，反应温度为60℃。
专利 四甲基氢氧化铵生产工艺
专利四甲基氢氧化铵生产工艺引言四甲基氢氧化铵（TMAH）是一种重要的有机化工产品，广泛应用于电子、半导体、光学等行业。
本文将介绍TMAH的生产工艺及其在工业中的应用。
TMAH的生产工艺原料准备TMAH的生产原料主要包括甲醇和氨水。
甲醇作为有机溶剂，可以通过合成气法或甲烷水合物法获得。
氨水则是通过氨气与水反应得到的。
反应装置TMAH的生产主要通过甲醇和氨水的反应得到。
反应装置通常采用连续流动反应器或批量反应器。
连续流动反应器适用于大规模生产，而批量反应器适用于小批量试验或中小规模生产。
反应条件TMAH的反应通常在高温和高压下进行，以提高反应速率和产率。
典型的反应条件为温度150-200℃，压力0.5-2.0 MPa。
同时，添加适量的催化剂可以加快反应速率。
反应过程TMAH的生产过程主要包括甲醇与氨水的反应和后续的分离纯化。
甲醇和氨水按一定比例加入反应装置中，在适当的温度和压力下进行反应。
反应结束后，通过蒸馏、结晶等工艺步骤，将TMAH纯化得到。
TMAH的应用TMAH作为一种强碱性溶液，在电子、半导体、光学等行业有广泛的应用。
电子行业TMAH可用作电子元件的清洗剂和蚀刻剂。
在半导体制造中，TMAH可以去除硅片表面的氧化层，使其更适合制造集成电路。
此外，TMAH还可以用于光刻胶的去胶和表面处理。
光学行业TMAH在光学行业中的应用主要是作为显微镜镜片的清洗剂。
由于TMAH具有较高的溶解性和无机物的去除能力，可以有效去除镜片表面的杂质和污染物，提高显微镜的成像质量。
其他应用除了电子和光学行业，TMAH还被广泛应用于化妆品、医药、农药等领域。
在化妆品中，TMAH可以用作调节剂和表面活性剂；在医药领域，TMAH可以用作制剂的溶剂和稳定剂；在农药制造中，TMAH可以用作反应介质和催化剂。
结论TMAH是一种重要的有机化工产品，其生产工艺涉及原料准备、反应装置、反应条件和分离纯化等多个环节。
TMAH在电子、半导体、光学等行业具有广泛的应用，可以用作清洗剂、蚀刻剂和溶剂等。
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2００0吨/年25%四甲基氢氧化铵
项
目
介
绍
联系人：张新胜()
华东理工大学化工学院
联合化学反应工程研究所
2０07-１2-7
ﻬ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１35~1４5℃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(wt)％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（mp,63ｏC),再继续浓缩脱水变成3个结晶水的结晶(ｍp，６3o C）,再变成１个结晶水的四甲基氢氧化铵，在13５~1４0ｏC分解为三甲胺和二甲基醚。
一.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。
在国内，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。
而在国外,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Si-SｉO2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。
二.四甲基氢氧化铵的制法比较
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。
三.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 ˉ ２Cl ˉ— 2e →Cl ２↑ 阴极电化学反应为: H2Ｏ→H+ + O Ｈˉ
(CH3）4N+＋O Ｈˉ→(C Ｈ3）4N ＯH 2H ＋+2ｅ→H ２↑ 总反应为:
２(ＣH3)4ＮC ｌ+2H2O →2(CH ３)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。
图２ 电解过程示意图
(CH 3)4N (CH 3)4N +
3 + H →CO 2↑+
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总反应：
一、2000吨/年25%四甲基氢氧化铵的成本分析和效益估算
Ａ三甲胺,碳酸二甲酯为原料
原料规格消耗定额(吨) 价格(万元/吨）金额(万元)
1 三甲胺9９％0．2０0.8 0.16
2 碳酸二甲酯０.２0 1．０0.20
3 超纯水０.80 0.1 ０.08
4 电解用电（分时制）８00度0．6×1０-40．05
5 离子膜电极0.0２５Ｍ2 2.０0.０5
6 工资管理动力0.15
7 折旧和维护０.2
8 合计0.８９
9 甲醇0.１7 0.23 ０.0４
2 效益估算
增值税：(1.6５－０．6)*0.1453 = 0.15３万元／吨。
利润：（１.６5－0.89-０．１53)*2０0０=1214 万元/年。
所得税：1214*0.33＝4０0.62 万元/年
实际效益:1214-40０.62=８１3.38 万元/年
投资: 500万元
投资回收期：５00/813.３８＝０.６1年
B四甲基氯化铵为原料
原料规格消耗定额（吨) 价格(万元/吨）金额（万元）1 四甲基氯化铵99% 0.3８１.7 0.６４６
2 效益估算
增值税:(１.65－０．8８)＊０．１４53 = 0.1１2 万元/吨。
利润:（1.６５-１.0０2-０.112）*2000＝10７2 万元/年。
所得税:1０72*０.33＝３５3.７6 万元／年
实际效益:1072-3５3.76=71８.24 万元/年
投资: 400万元
投资回收期:40０/71８.24= ０．５6年。