[發明專利]1-甲基-3-取代不飽和烴基咪唑類離子液在回收四氯化硅上的應用

無效

• 申請號: 201210013903.4
• 申請日: 2012-01-17
• 公開（公告）號: CN102530961A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 陳敏東;張超智;崔鳳萍;龔璇;葛順;汪俊峰;姚宇坤
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: C01B33/107
• 分類號: C01B33/107
• 代理公司: 南京匯盛專利商標事務所(普通合伙) 32238
• 代理人: 張立榮

技術領域

????本發明涉及1-甲基-3-取代不飽和烴基咪唑類離子液在回收四氯化硅上的應用。

背景技術

????目前我國多晶硅產業發展迅速，但每生產1千克多晶硅將產生10～15千克四氯化硅，即使按目前國內最好的控制水平，生產1噸多晶硅也將產生8噸的四氯化硅，目前我國多晶硅生產規模已突破1萬噸/年，這就意味著每年至少有10萬噸的四氯化硅必須進行消化和再利用。四氯化硅作為一種具有強腐蝕性的有毒有害液體，對人類健康和環境安全會產生極大的危害。一旦四氯化硅泄漏，據對土壤、植被、食品、水源等所造成的污染及殘留情況的監測顯示，在污染源周圍15米內的土壤和植被中，四氯化硅的殘留相當嚴重。隨著我國多晶硅總產量的迅速提高，多晶硅生產中產生的最主要的副產物四氯化硅的安全和環保問題日益突出。所以，要消除多晶硅副產物四氯化硅所產生的危害，必須回收四氯化硅，并對四氯化硅資源化。

????國際上，當前四氯化硅副產物的綜合利用主要有兩個方向：一個方向是用四氯化硅作原材料生產其它化工產品，利用四氯化硅生產高附加值的白炭黑是目前國際上最為常用的途徑之一。另一個方向就是在多晶硅生產過程中把四氯化硅轉化為三氯氫硅再次投入生產，進行循環利用。在工業上，通過四氯化硅生產有機硅化合物、光纖或多晶硅。然而對四氯化硅的資源利用均需要高純度的原料，生產多晶硅產生的四氯化硅廢液中四氯化硅的純度無法達到對純度的要求。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中存在的缺陷，提供一種能夠將四氯化硅廢液中的四氯化硅提純的方法。

為了達到上述目的，本發明提供了一種1-甲基-3-取代不飽和烴基咪唑類離子液在回收四氯化硅上的應用，具體包括以下步驟：

（1）取干燥的四氯化硅廢液，加熱100～140℃使四氯化硅以氣體方式通入裝有所述1-甲基-3-取代不飽和烴基咪唑類離子液的容器中，得到吸收飽和的離子液；

（2）將步驟（1）中得到的吸收飽和的離子液加熱100～140℃，使四氯化硅解析后通過冷阱裝置回收即得純化的四氯化硅。

步驟（1）中，系統必須干燥，因為四氯化硅遇水極易水解；吸收SiCl₄的離子液的溫度控制在20℃，因為溫度越低離子液對SiCl₄的吸收效果越好，但是在0℃～20℃這個區間里，吸收量變化很小，為此采用常溫（20℃）。步驟（2）中，采取稱重確定解析終點，當SiCl₄的重量不再增加，停止加熱解析；加熱溫度為終點；解析溫度控制在100-140?℃，因為在140℃已經將97.6?%的SiCl₄解析，溫度越高能耗越高。

其中，1-甲基-3-取代不飽和烴基咪唑類離子液選自1-甲基-3-乙烯基咪唑六氟磷酸鹽離子液、1-甲基-3-乙烯基咪唑四氟硼酸鹽離子液、1-甲基-3-丙烯基咪唑六氟磷酸鹽離子液、1-甲基-3-丙烯基咪唑四氟硼酸鹽離子液、1-甲基-3-丁烯基咪唑六氟磷酸鹽離子液或1-甲基-3-丁烯基咪唑四氟硼酸鹽離子液。

1-甲基-3-取代不飽和烴基咪唑類離子液通過以下步驟制備：

（1）取摩爾比為1:1.2的甲基咪唑和溴代烯烴，在氮氣保護下加熱（50-80℃）反應5-10小時，冷卻至室溫，加水溶解，得到1-甲基-3-取代不飽和烴基咪唑水溶液；所述溴代烯烴為溴代乙烯、3-溴代丙烯或4-溴代丁烯；?

（2）將步驟（1）中得到的1-甲基-3-取代不飽和烴基咪唑水溶液用二氯甲烷洗滌后，加入離子型鈉鹽水溶液，攪拌20min后，二氯甲烷萃取，得到二氯甲烷萃取液；所述1-甲基-3-取代不飽和烴基咪唑和離子型鈉鹽的摩爾比為1:1.1；所述離子型鈉鹽為四氟硼酸鈉或六氟磷酸鈉；

（3）將步驟（2）中制得的二氯甲烷萃取液水洗后，無水硫酸鎂干燥，減壓蒸餾去除二氯甲烷后，100℃真空干燥制得1-甲基-3-取代不飽和烴基咪唑類離子液。

步驟（1）中，甲基咪唑和溴代烴的摩爾比是1：1.2，溴代烴稍多是確保反應完全；步驟（2）中，1-甲基-3-取代不飽和烴基咪唑和離子型鈉鹽的摩爾比也是1：1.1，離子型鈉鹽稍多是確保反應完全；步驟（3）中，離子液中的水分應除去，以免影響對四氯化硅的吸收。