專利名稱：三甲基鎵的提純方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬有機(jī)化合物的提純方法，尤其涉及一種三甲基鎵的提純方法。
背景技術(shù)：
化合物半導(dǎo)體超薄型膜材料在半導(dǎo)體材料中占有重要地位，其廣泛應(yīng)用于LED設(shè)備、半導(dǎo)體激光器、紅外探測(cè)器、太陽(yáng)能電池、超級(jí)計(jì)算機(jī)等。金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(Metal-organic Chemical Vapor Deposition,縮寫(xiě)為M0CVD)工藝是獲得化合物半導(dǎo)體超薄型膜材料的重要工藝。三甲基鎵是MOCVD工藝的重要金屬有機(jī)化合物之一。盡管業(yè)界對(duì)三甲基鎵的提純技術(shù)已有一定的研究，但在大規(guī)模生產(chǎn)上尚有距離，由此需要在提純方法上進(jìn)行改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
基于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種三甲基鎵的提純方法，其能簡(jiǎn)化工藝和設(shè)備并從而提高制備效率。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供一種三甲基鎵的提純方法，包括步驟將原料置入燒瓶中，所述原料含有三甲基鎵與乙醚配合物；在室溫下在惰性氣體氛圍下將呈液態(tài)形式的高聚醚滴加到燒瓶中；在將液態(tài)高聚醚滴加完畢之后，對(duì)燒瓶中的原料和高聚醚進(jìn)行攪拌，以使三甲基鎵與乙醚配合物和高聚醚置換反應(yīng)而產(chǎn)生高聚醚與三甲基鎵配合物和乙醚；在室溫下在惰性氣體氛圍下對(duì)燒瓶進(jìn)行減壓抽餾，以將乙醚除去；將燒瓶連接于精餾設(shè)備，使燒瓶在減壓加熱條件下，所述加熱達(dá)到的溫度在三甲基鎵的沸點(diǎn)以上且低于高聚醚的沸點(diǎn)，使得高聚醚-三甲基鎵配合物解配，對(duì)解配后的三甲基鎵進(jìn)行精餾處理后并收集到精餾設(shè)備的冷凝管中，而解配后的高聚醚留在燒瓶中。本發(fā)明的有益效果如下。本發(fā)明提供的二甲基嫁的提純方法，其能簡(jiǎn)化工藝和設(shè)備并從而提聞制備效率。
具體實(shí)施例方式首先說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的三甲基鎵的提純方法。根據(jù)本發(fā)明的三甲基鎵的提純方法，包括步驟將原料置入燒瓶中，所述原料含有三甲基鎵與乙醚配合物；在室溫下在惰性氣體氛圍下將呈液態(tài)形式的高聚醚滴加到燒瓶中；在將液態(tài)高聚醚滴加完畢之后，對(duì)燒瓶中的原料和高聚醚進(jìn)行攪拌，以使三甲基鎵與乙醚配合物和高聚醚置換反應(yīng)而產(chǎn)生高聚醚與三甲基鎵配合物和乙醚；在室溫下在惰性氣體氛圍下對(duì)燒瓶進(jìn)行減壓抽餾，以將乙醚除去；將燒瓶連接于精餾設(shè)備，使燒瓶在減壓加熱條件下，所述加熱達(dá)到的溫度在三甲基鎵的沸點(diǎn)以上且低于高聚醚的沸點(diǎn)，使得高聚醚-三甲基鎵配合物解配，對(duì)解配后的三甲基鎵進(jìn)行精餾處理后并收集到精餾設(shè)備的冷凝管中，而解配后的高聚醚留在燒瓶中。
在根據(jù)本發(fā)明所述的三甲基鎵的提純方法中，優(yōu)選地，所述惰性氣體氛圍采用氬氣或氮?dú)狻Ｔ诟鶕?jù)本發(fā)明所述的三甲基鎵的提純方法中，優(yōu)選地，所述燒瓶為三口或三口以上的燒瓶。在根據(jù)本發(fā)明所述的三甲基鎵的提純方法中，優(yōu)選地，所述高聚醚為聚合度為聚乙二醇二甲醚(CH3O (CH2CH2O) nCH3，其中 n=3 8 )。在根據(jù)本發(fā)明所述的三甲基鎵的提純方法中，優(yōu)選地，三甲基鎵與滴加的高聚醚的摩爾比為I (O. 2 5) O在根據(jù)本發(fā)明所述的三甲基鎵的提純方法中，優(yōu)選地，減壓抽餾時(shí)的壓力為I X IO2 I X IO4Pa,時(shí)間為 5 10h。
在根據(jù)本發(fā)明所述的三甲基鎵的提純方法中，優(yōu)選地，所述減壓加熱條件為I X IO2 I X 105Pa、60 300°C。在根據(jù)本發(fā)明所述的三甲基鎵的提純方法中，優(yōu)選地，所述精餾設(shè)備包括刺形分餾柱，所述刺形分餾柱連接于所述燒瓶的出口之一。在根據(jù)本發(fā)明所述的三甲基鎵的提純方法中，優(yōu)選地，在所述使得高聚醚-三甲基鎵配合物解配的步驟中加有攪拌。在根據(jù)本發(fā)明所述的三甲基鎵的提純方法中，優(yōu)選地，解配反應(yīng)的加熱過(guò)程為兩段式，第一段從室溫加熱到第一溫度，所述第一溫度在三甲基鎵的沸點(diǎn)溫度以上且低于高聚醚的沸點(diǎn)，第二段為從第一溫度加熱到精餾設(shè)備所規(guī)定的溫度，所述規(guī)定的溫度為氣態(tài)三甲基鎵在回流下精餾設(shè)備中的底液的溫度且所述規(guī)定的溫度低于高聚醚的沸點(diǎn)。更優(yōu)選地，所述第二段加熱的升溫速率為f2°C /min。其次說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明所述的三甲基鎵的提純方法的實(shí)施例。實(shí)施例I在IL三口燒瓶?jī)?nèi)加入原料三甲基鎵與乙醚配合物266ml，其中三甲基鎵的含量經(jīng)計(jì)算為O. 453mol ；在常壓滴液漏斗加入呈液態(tài)的聚乙二醇二甲醚(CH3O (CH2CH2O) nCH3，其中n=3 )575ml，為2. 25mol，使得三甲基鎵和聚乙二醇二甲醚的摩爾比約為1:5 ;在室溫下氬氣保護(hù)下，以每秒2滴的速度將常壓滴液漏斗中的聚乙二醇二甲醚滴加到三口燒瓶?jī)?nèi)，滴加的同時(shí)對(duì)三口燒瓶?jī)?nèi)的物質(zhì)進(jìn)行攪拌，以使聚乙二醇二甲醚和三甲基鎵與乙醚配合物發(fā)生根基置換反應(yīng)而生成聚乙二醇二甲醚與三甲基鎵配合物和乙醚；在將聚乙二醇二甲醚滴加完畢之后，繼續(xù)攪拌并使它們繼續(xù)反應(yīng)5h ；在室溫下在氬氣氣體氛圍下且在攪拌條件下，在IX IO4Pa下抽餾反應(yīng)時(shí)間10h，以將乙醚除去；將三口燒瓶連接于精餾設(shè)備，精餾設(shè)備包括刺形分餾柱和冷凝管，使三口燒瓶的壓力處于I X IO5Pa下且在攪拌條件下將三口燒瓶加熱至180°C，使得聚乙二醇二甲醚與三甲基鎵配合物開(kāi)始解配，解配過(guò)程中控制升溫速率為2°C /min，直到在回流下刺形分餾柱的底液溫度達(dá)到300°C，全程氬氣保護(hù)，對(duì)解配后的三甲基鎵通過(guò)冷凝管收集，而解配后的聚乙二醇二甲醚留在燒瓶中。實(shí)施例2
將三甲基鎵與乙醚的配合物143ml置入三口燒瓶中，三甲基鎵為O. 26mol ；在常壓滴液漏斗中加入呈液態(tài)的聚乙二醇二甲醚(CH3O(CH2CH2O)nCH3，其中n=4)O. 05mol，使得三甲基鎵和聚乙二醇二甲醚的摩爾比約為1:0. 2 ;在室溫下在氬氣氣體氛圍下常壓滴液漏斗中的聚乙二醇二甲醚滴加到三口燒瓶?jī)?nèi)，滴加到三口燒瓶?jī)?nèi)的速率為每秒2滴，滴加的同時(shí)對(duì)三口燒瓶?jī)?nèi)的物質(zhì)進(jìn)行攪拌，以使聚乙二醇二甲醚和三甲基鎵與乙醚配合物發(fā)生根基置換反應(yīng)而生成聚乙二醇二甲醚與三甲基鎵配合物和乙醚；在將聚乙二醇二甲醚滴加完畢之后進(jìn)行攪拌Ih ；在室溫下在氬氣氛圍下且在I X IO2Pa對(duì)三口燒瓶進(jìn)行抽餾處理5h，以將乙醚除去; 將三口燒瓶連接于精餾設(shè)備，精餾設(shè)備包括刺形分餾柱和冷凝管，使三口燒瓶的壓力處于I X IO2Pa下且在攪拌條件下將三口燒瓶加熱至60°C，以使聚乙二醇二甲醚與三甲基鎵配合物進(jìn)行解配，解配過(guò)程中控制升溫速率為1°C /min，直到在回流下刺形分餾柱的底液溫度達(dá)到100°C，全程氬氣保護(hù)，對(duì)解配后的三甲基鎵進(jìn)行精餾處理并收集到精餾設(shè)備的冷凝管中，而解配后的聚乙二醇二甲醚留在三口燒瓶中。實(shí)施例3將三甲基鎵與乙醚的配合物67ml置入三口燒瓶中，三甲基鎵為O. 183mol ；在常壓滴液漏斗中加入呈液態(tài)的聚乙二醇二甲醚CH3O(CH2CH2O)nCH3，其中n=8)O. Imol，使得三甲基鎵和聚乙二醇二甲醚的摩爾比約為1:0.6 ;在室溫下在氬氣氣體氛圍下常壓滴液漏斗中的聚乙二醇二甲醚滴加到三口燒瓶?jī)?nèi)，滴加到三口燒瓶?jī)?nèi)的速率為每秒2滴，滴加的同時(shí)對(duì)三口燒瓶?jī)?nèi)的物質(zhì)進(jìn)行攪拌，以使聚乙二醇二甲醚和三甲基鎵與乙醚配合物發(fā)生根基置換反應(yīng)而生成聚乙二醇二甲醚與三甲基鎵配合物和乙醚；在將聚乙二醇二甲醚滴加完畢之后，繼續(xù)攪拌3h ；在室溫下在氬氣氛圍下且在4X IO3Pa下對(duì)三口燒瓶進(jìn)行抽餾處理8h，以將乙醚除去;將三口燒瓶連接于精餾設(shè)備，精餾設(shè)備包括刺形分餾柱和冷凝管，使三口燒瓶的壓力處于I X IO4Pa下且在攪拌條件下將三口燒瓶加熱至120°C，使得聚乙二醇二甲醚與三甲基鎵配合物開(kāi)始解配，解配過(guò)程中控制升溫速率為I. 50C /min，直到在回流下刺形分餾柱的底液溫度達(dá)到180°C，全程氬氣保護(hù)，對(duì)解配后的三甲基鎵進(jìn)行精餾處理并收集到精餾設(shè)備的冷凝管中，而解配后的聚乙二醇二甲醚留在三口燒瓶中。最后說(shuō)明實(shí)施例1-3的檢測(cè)結(jié)果。首先采用采用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)(生產(chǎn)廠家為PE公司，型號(hào)為DRC-II)檢測(cè)無(wú)機(jī)雜質(zhì)含量。該設(shè)備的檢測(cè)條件為溫度為18°C 28°C，相對(duì)濕度為30 70%，潔凈度為1000級(jí)。檢測(cè)原理電感耦合等離子體質(zhì)譜儀檢測(cè)方式待測(cè)元素經(jīng)過(guò)等離子體高溫電離后，以正電荷形式進(jìn)入質(zhì)量分析器，根據(jù)質(zhì)量/電荷比的差異，被檢測(cè)器接收，產(chǎn)生信號(hào)。待測(cè)元素產(chǎn)生的信號(hào)和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)該元素信號(hào)比值得出待測(cè)元素含量經(jīng)過(guò)ICP-MS檢驗(yàn)報(bào)告表I給出了實(shí)施例1-3的檢測(cè)結(jié)果。
表I提純的三甲基鎵的雜質(zhì)含量(單位ppm)
權(quán)利要求
1.一種三甲基鎵的提純方法，包括步驟 將原料置入燒瓶中，所述原料含有三甲基鎵與乙醚配合物； 在室溫下在惰性氣體氛圍下將呈液態(tài)形式的高聚醚滴加到燒瓶中； 在將液態(tài)高聚醚滴加完畢之后，對(duì)燒瓶中的原料和高聚醚進(jìn)行攪拌，以使三甲基鎵與乙醚配合物和高聚醚置換反應(yīng)而產(chǎn)生高聚醚與三甲基鎵配合物和乙醚； 在室溫下在惰性氣體氛圍下對(duì)燒瓶進(jìn)行減壓抽餾，以將乙醚除去； 將燒瓶連接于精餾設(shè)備，使燒瓶在減壓加熱條件下，所述加熱達(dá)到的溫度在三甲基鎵的沸點(diǎn)以上且低于高聚醚的沸點(diǎn)，使得高聚醚-三甲基鎵配合物解配，對(duì)解配后的三甲基鎵進(jìn)行精餾處理后并收集到精餾設(shè)備的冷凝管中，而解配后的高聚醚留在燒瓶中。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的三甲基鎵的提純方法，其特征在于，所述惰性氣體氛圍采用 氬氣或氮?dú)?，所述燒瓶為三口或三口以上的燒瓶?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的三甲基鎵的提純方法，其特征在于，所述高聚醚為聚乙二醇二甲醚(CH3O (CH2CH2O) nCH3，其中 n=3 8 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的三甲基鎵的提純方法，其特征在于，三甲基鎵與滴加的高聚醚的摩爾比為I: (O. 2^5)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的三甲基鎵的提純方法，其特征在于，減壓抽餾時(shí)的壓力為I X IO2 I X IO4Pa,時(shí)間為 5 10h。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的三甲基鎵的提純方法，其特征在于，所述減壓加熱條件為I X IO2 I X 105Pa、60 300°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三甲基鎵的提純方法，其特征在于，所述精餾設(shè)備包括刺形分餾柱，所述刺形分餾柱連接于所述燒瓶的出口之一。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的三甲基鎵的提純方法，其特征在于，在所述使得高聚醚-三甲基鎵配合物解配的步驟中加有攪拌。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的三甲基鎵的提純方法，其特征在于，解配反應(yīng)的加熱過(guò)程為兩段式，第一段從室溫加熱到第一溫度，所述第一溫度在三甲基鎵的沸點(diǎn)溫度以上且低于高聚醚的沸點(diǎn)，第二段為從第一溫度加熱到精餾設(shè)備所規(guī)定的溫度，所述規(guī)定的溫度為在回流下精餾設(shè)備中的底液的溫度且所述規(guī)定的溫度低于高聚醚的沸點(diǎn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的三甲基鎵的提純方法，其特征在于，所述第二段加熱的升溫速率為f 2°C /min。
全文摘要
本發(fā)明提供一種三甲基鎵的提純方法，包括將原料置入燒瓶中，所述原料含有三甲基鎵與乙醚配合物；在室溫下在惰性氣體氛圍下將呈液態(tài)形式的高聚醚滴加到燒瓶中；在將液態(tài)高聚醚滴加完畢之后，對(duì)燒瓶中的原料和高聚醚進(jìn)行攪拌，以使三甲基鎵與乙醚配合物和高聚醚置換反應(yīng)而產(chǎn)生高聚醚與三甲基鎵配合物和乙醚；在室溫下在惰性氣體氛圍下對(duì)燒瓶進(jìn)行減壓抽餾，以將乙醚除去；將燒瓶連接于精餾設(shè)備，使燒瓶在減壓加熱條件下，所述加熱達(dá)到的溫度在三甲基鎵的沸點(diǎn)以上且低于高聚醚的沸點(diǎn)，使得高聚醚-三甲基鎵配合物解配，對(duì)解配后的三甲基鎵進(jìn)行精餾處理后并收集到精餾設(shè)備的冷凝管中，而解配后的高聚醚留在燒瓶中。從而簡(jiǎn)化工藝和設(shè)備并從而提高制備效率。
文檔編號(hào)C07F5/00GK102731541SQ201210232660
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月5日
發(fā)明者任帥, 劉留, 屈一新, 朱世會(huì), 朱世明, 朱劉 申請(qǐng)人:廣東先導(dǎo)稀材股份有限公司