[發明專利]在線檢測高純氨或超純氨中痕量硫含量的方法

無效

• 申請號: 201210301299.5
• 申請日: 2012-08-23
• 公開（公告）號: CN102798697A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 金向華;黃軍聘;王海
• 申請（專利權）人: 蘇州金宏氣體股份有限公司
• 主分類號: G01N31/20
• 分類號: G01N31/20;G01N31/22
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 周新亞

技術領域

本發明涉及一種氣體中雜質的檢測方法，特別涉及一種檢測超純氨中痕量硫含量的方法。

背景技術

電子級超純氨是一種非常重要的新型光電子材料，也是MOCVD技術制備GaN的重要基礎材料。在生產制造發光二極管（LED）、平板顯示器（FPD）、半導體和多晶硅太陽能電池片過程中有著廣泛的用途。尤其LED芯片在生長過程中，超高純氨氣被用于金屬有機化合物化學氣相淀積（MOCVD）外延生長過程中，它與金屬有機物的前驅物三甲基鎵（Ga(CH3)3）在高溫高壓下發生化學反應生成氮化鎵：

Ga(CH3)3(g)+NH3(g)→GaN(s)+3CH4(g)

因此，所用氨氣的純度越高，制備的藍光LED功耗越小，發光強度越大，使用壽命越長。所以說電子級高純氨或超純氨是LED晶體制造領域重要的上游關鍵配套材料，對其純度的控制是產業鏈發展中的一個重要環節，直接決定著LED行業的發展。

高純氨以及超純氨的硫含量為氣體產品質量的一個重要指標，越來越受到人們的關注與重視。經過對生產中的問題進行分析論證和實驗證明，高純氨中的硫會造成一定程度的設備腐蝕和催化劑中毒。因此對高純氨或超純氨中的硫含量進行檢測已成為生產與使用過程中的重要環節。高純氨或超純氨的硫主要來源于原料氨的生產。一般來說，其硫含量都很低的，都是呈氣態或者氣態大分子形式存在，目前沒有專門的儀器來檢測，只能通過適當的方式汽化或者吸附或溶解等方法，然后再利用檢測設備來進行定量。通過廣大技術人員的努力，目前測試的方法主要有紫外分光光度計法，比濁法或者ICP-MS法，然而操作繁瑣，重復性較差。

發明內容

本發明的發明目的是為了克服背景技術中的缺點，在國標的基礎上進行科學、合理的技術改進和優化，成功開辟了一條檢測新途徑，并提供了一種行之有效的在線檢測高純氨或超純氨中痕量硫含量的方法。

本發明的發明目的是通過如下技術方案實現的：

1）取樣：先用微量進樣器抽取氣袋中樣品氨氣并排空，如此重復4～5次后，抽取5.0ml樣品氨氣，使用自動進樣器等速進樣，進樣時間控制在4S～6S；

?2）硫化物的分離：調式微庫侖測定儀，將樣品在載氣氮氣的保護下送入微庫侖測定儀的裂解管中，在氧氣的作用下進行高溫裂解，將硫化物氧化為二氧化硫；

3）檢測：將二氧化硫通入含有混合電解液的微庫侖測定儀的滴定池中，二氧化硫與滴定池中的碘發生氧化還原反應，所消耗的碘由電解電極電解碘化鉀補充；測出電解所耗電量，根據法拉第電解定律算出氨樣品中的硫含量，并用標準樣品進行校準。

本發明的有益效果是：用于測定氨中硫含量,其優點是操作簡單,樣品無需經過特殊處理，分析速度快,測定精度高,方法檢測限低。

附圖說明

圖1為本發明所用微庫侖測定儀的結構圖；

其中：1、微庫侖計；2、滴定池；3、磁力攪拌器；4、轉化爐；5、裂解管；6、進樣口；7、流量計；8、針型閥。

具體實施方式

試劑

（1）一級蒸餾水或高純水；

（2）冰醋酸；

（3）碘化鉀；

（4）疊氮化鈉；

（5）碘：選用20～40目顆粒制備參考電極用；

（6）異辛烷（不含硫）；

（7）二甲基二硫醚（配置標樣用）；

（8）電解液：將0.5g碘化鉀，0.6g疊氮化鈉溶于1000ml0.5%的醋酸水溶液中，裝入棕色瓶，置于陰暗通風處備用；有效期兩周。

儀器設備

RPA-200A微庫侖測定儀???江蘇江環分析儀器有限公司

基本原理

將樣品注入裂解管內，與氧氣混合并燃燒，樣品中的硫轉化為二氧化硫，并由載氣帶進滴定池，與池中的???????????????????????????????????????????????發生反應：

，致使濃度降低，指示一參考電極對指示出濃度的變化，并將該變化信號輸送到微庫侖放大器，由放大器輸出一個相應的電壓于電解電極對，在陽極發生氧化反應()，以補充由二氧化硫消耗的使滴定池中濃度復原。計量補充所需要的電量，根據法拉第電解定律，可求出樣品中硫含量。

法拉第定律概述：在電解時，電極上析出或溶入的物質量和通過電解池的電量成正比；每通過96500庫倫的電量，在電極上即析出或溶入1克當量的任何物質。

式中：W——析出的物質質量，以克計