[发明专利]一种高纯双氧水的连续制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高纯双氧水的制备方法，所得高纯双氧水可用于高纯过氧乙酸的制备。

背景技术

超净高纯电子化学品是超大规模集成电路制造的关键集成性原材料，其纯度、洁净度对成品率、电性能、可靠性等有十分重要的影响。当前主流半导体技术已经达到0.09～0.2μm，尖端已经达到22纳米水平。对应的电子化学品也达到了SEMIC12要求，电子化学品质量标准中不但对杂质离子含量作了严格的规定，对产品的洁净度、尘埃颗粒含量也作了严格规定。高纯电子化学品生产技术由德国、日本和美国等少数几个发达国家掌握。国际上从事高纯电子化学品生产的国家主要有德国的E.Merck及Merek-Kanto公司(占全球市场份额的36.4％)；美国Ashlan公司(占全球市场份额的25.7％)，Arch公司(占全球市场份额的9.5％)，Allinckradt Baker(占全球市场份额的4.4％)；日本Wako(占全球市场份额的10.1％)，Sumitomo(占全球市场份额的7.1％)，另外还有日本的关东株式会社、住友合成、德川、三菱，我国台湾地区的长春、中华、长新化学，韩国DONGWOO FINCHEM、DONGJINSEMICHEM、SAMYOUNG FINCHEM、比利时苏威等公司。他们的产品占到全球市场份额的90％以上。我国目前仅能生产初级和中级的电子化学品。高纯电子化学品纯度越来越高，产品的附加值越大。以2006年磷酸调查情况为例：进口地及量，日本(约1020t)、台湾(328t)、美国(106t)、韩国(85t)和德国(12t)，产品价格980-3100$/t，同期国内工业磷酸价格3800元/t，出口磷酸最高价545$/t。因此，超高纯电子化学品的研发及其技术不但具有较高的战略价值，并且也具有较高的经济价值和社会效益。

超净高纯双氧水是半导体用电子化学品之一，主要应用于硅片的氧化，清洗等工艺。双氧水SEMIC12要求为：金属离子浓度≤0.1ppb，非金属离子浓度≤100ppb，颗粒≥0.5μm＜25Pcs/mL。超净高纯双氧水除了做电子化学品用在超大规模集成电路外，还可以用于医学消毒、食品等行业。

又已知，过氧乙酸为无色刺激性气味液体，属于强氧化剂，易分解，在碱性、还原性物质及金属离子等条件下，剧烈反应、分解甚至是爆炸。目前，工业品过氧乙酸要求过氧乙酸的质量浓度＞15％。但目前满足该浓度要求的业品过氧乙酸在存储和使用过程中，极易发生过氧乙酸分解甚至爆炸的情况。过氧乙酸的不稳定性给其使用过程中的经济性和安全性造成了非常不利的影响。因此，需要改进其稳定性来增强其存储和使用过程中的经济性和安全性。国内很多学者进行了相关方面的积极探索，取得了一定的进展。但总体来说，效果不大，没有形成大规模高稳定批量性过氧乙酸工业化生产技术。当前世界主流的生产是采用添加稳定剂来改善过氧乙酸的稳定性。然而，使用磷等添加剂不但增加过氧乙酸中的杂质含量，使其不能在生物制剂、食品等行业应用，而且磷等添加剂的添加，还会对设备造成腐蚀，降低设备寿命，引起其它副反应，副产物，同时也会使水体等富营养化，对环境造成污染。本申请人经长期实践和研究发现，通过对过氧乙酸溶液中杂质离子含量的控制(单项金属离子杂质含量≤5ppb，单项阴离子杂质含量≤1ppm，有机物杂质含量≤5ppm)可望实现过氧乙酸溶液优异的稳定性，从而避免任何稳定剂成分的添加，一是，过氧乙酸溶液产品纯度更高，可以应用于医疗、食品、生物制剂等高端领域，开拓了过氧乙酸的应用领域；二是将其应用在试剂合成领域，可降低副反应，减少副产物，提高反应产率；三是，由于其完全不含磷及部分络合物、螯合物添加剂，使产品更具环境友好性。不含添加剂的高纯过氧乙酸的制备必然要使用高纯双氧水作为原料，而大部分已有的高纯双氧水还达不到该要求，能够达到该要求的高纯双氧水则价格昂贵，加大了企业的生产成本。

综上，提供一种成本较低且特别适用于制备不含添加剂的高纯过氧乙酸溶液的高纯双氧水的制备方法将具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种高纯双氧水的连续制备方法，该方法所得高纯双氧水可直接用于制备不含添加剂且存储稳定性好的高纯过氧乙酸溶液，且生产成本较低。

为解决上述技术问题，本发明采取如下技术方案：

一种高纯双氧水的连续制备方法，以重量含量计，所述高纯双氧水中，有机物含量在5ppm以下，单项阴离子杂质含量低于50ppb，单项金属杂质含量低于10ppt，所述方法以不含稳定剂的工业级双氧水为原料，包括依次且连续进行的下列步骤：