[发明专利]一种电子级NMP提纯的方法

说明书

一种电子级NMP提纯的方法，包括以下步骤：将金属离子与有机配体，在水或者有机溶剂中，按一定比例混合均匀；得到的混合物采用水热法、微波法、辐射合成等方法中的一种或几种在一定气氛下、温度、压力下反应一定时间，得到MOF；将所得MOF材料的一种或几种填充于吸附柱中，将NMP以一定流速注入吸附柱，并停留一定时间；将吸附柱出口收集处理后的NMP溶液，得到提纯后的NMP。本发明能够实现NMP溶液中绝大部分金属杂质的高效去除，能得到≥99.999%电子级NMP产品。

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体涉及一种电子级NMP提纯的方法和去除金属杂质的吸附材料。

背景技术

N-甲基吡咯烷酮（NMP）具有较高的化学稳定性、低毒性、低挥发性、可生物降解等性能，作为优良的有机溶剂应用广泛。NMP最早被应用在石化、农药、涂料等领域，但随着NMP纯度不断提升，电子级NMP由于纯度较高（通常在99.8%以上）、杂质较少（如金属离子含量在μg/L级别），被用作半导体溶剂、锂电池、精密仪器等电子产品生产和维护的清洗剂，及磁盘光刻胶的剥离液等高端领域。电子级NMP的纯度和杂质含量对集成电路的成品率、电性能及可靠性有着至关重要的影响，大部分金属杂质含量要求控制在1μg/kg级别，甚至某些关键金属杂质含量要求控制在0.1μg/kg级别。

现有技术中NMP通过常规的精馏生产。虽然精馏可以在一定程度上提升NMP的品质纯度，但仍存在着一定含量的杂质，尤其是金属杂质，是使半导体产生漏电等问题的主要原因。NMP中的金属杂质主要来源于：1. 生产环境和制造过程中引入的微量金属杂质；2. 运输和储存过程中带人的金属杂质；3. 使用过程中外界环境引入的金属污染。这些金属杂质通过常规的精馏是无法进行分离的，提纯难度非常大，尤其是制备生产电子级NMP(99.99%)，对其系统及工艺设计要求是一种严峻的挑战。

现有技术中有利用离子交换树脂对NMP中金属杂质进行吸附分离的方法。利用大孔型、强碱型阴离子树脂对NMP中金属杂质进行表面化学吸附去除。但离子树脂的表面基团单一、孔结构不可控，因此吸附效率低，吸附效果差。因此，吸附材料孔结构和表面官能团的可控性是提升NMP金属杂质吸附去除效果的关键。

金属有机骨架材料（MOF）是指过渡金属离子与有机配体通过自组装形成的具有周期性网络结构的晶体多孔材料。通过金属离子与有机配体及反应条件的调控，可获得具有高孔隙率、低密度、大比表面积、孔道规则、孔径可调、拓扑结构多样性和可裁剪性及表面官能团可调等优点的MOF材料。由MOF材料内部周期性网络结构形成的孔道结构，使其已在气体储存和分离等领域获得大量应用。

发明内容

为了解决现有NMP提纯技术的问题，本发明的目的在于提供一种电子级NMP提纯的方法和去除金属杂质的吸附材料，这种吸附材料和提纯方法能够实现NMP精馏产品中金属杂质的高效吸附。

本发明是通过如下技术方案实现的：

本发明提供一种电子级NMP提纯的方法和去除金属杂质的吸附材料，将MOF材料填充于吸附柱中，将NMP以一定流速注入吸附柱，并停留一定时间，收集吸附后的NMP溶液，得到电子级NMP。

所述的MOF材料为金属离子与咪唑类配体经有机溶剂混合后采用水热法、微波法（微波频率范围200~1500 W）、或球磨法（球磨速率范围30 rmp~1500 rmp）的一种或几种在一定气氛下和一定温度、压力下反应一定时间得到的。

所述的金属离子包括锌离子、铁离子、钴离子、镍离子、钌离子中的任意一种。

所述的咪唑类配体包括包括咪唑、咪唑啉、联咪唑、咪唑嗪、4-咪唑丙烯酸、4-苯基咪唑、5，6-二甲基苯并咪唑、4-硝基咪唑、二甲基咪唑及咪唑衍生物等中的任意一种或几种的混合物。