檢測高純氨及超純氨中過氧化物含量的方法
2023-12-03 11:34:16 1
專利名稱：檢測高純氨及超純氨中過氧化物含量的方法
技術領域：
本發明涉及一種氣體中雜質的檢測方法，特別涉及一種檢測高純氨及超純氨中過氧化物含量的方法。
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技術製備GaN的重要基礎材料。在生產製造發光二極體(LED)、平板顯示器(FPD)、半導體和多晶矽太陽能電池片過程中有著廣泛的用途。尤其LED晶片在生長過程中，超高純氨氣被用於金屬有機化合物化學氣相澱積(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，製備的藍光LED功耗越小，發光強度越大，使用壽命越長。所以說7N電子級超純氨是LED晶體製造領域重要的上遊關鍵配套材料，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、超純氨的過氧化物含量最為氣體產品質量的一個主要指標，已經受到人們的大力關注與重視。但在國內現有技術中，關於氨的標準中，均未提及對過氧化物含量的監控和檢測。而研究表明超純氨、高純氨中過氧化物與Ga(CH3) 3很容易生成Ga2O3,而Ga2O3不但不發光而且還讓GaN在發光效果造成大幅度的掩蓋，讓發光體的作用大大降低，從而不利於生產控制。因此對高純氨、超純氨中的過氧化物含量進行檢測已成為生產與使用過程中的主要環節。而高純氨、超純氨中的過氧化物主要來源於原料氨高溫高壓條件下合成原料氨的同時產生了過氧化物這些副產物，同時還給運輸行業帶來了很大的風險。一般來說，其過氧化物含量都較低的，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，然後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比濁法；然而比濁法是一種定性方法，操作繁瑣，而且無法定量出實際過氧化物的含量，只能粗略判斷一下含量在IOppm以上的含量，而IOppm以下含量的過氧化物人眼無法辨別，且此種方法受到每個人的人為主觀因素影響特別大，這樣對我們的高純氨、超純氨關鍵生產與運輸幾乎起不到作用。
發明內容
本發明的發明目的是為了克服背景技術的不足，提供一種切實可行的，而且操作方便、結果準確的檢測高純及超純氨中過氧化物含量的方法。本發明專利的技術方案是一種檢測高純氨及超純氨中過氧化物含量的方法，本方法是通過如下工藝步驟實現的
1)樣品溶液的製備直接將高純/或超純氨通入到裝有水的容量瓶中溶解，容量瓶中的水為實驗室一級水，利用前後質量差記錄通入氨氣的質量；
2)測算滴定樣品溶液消耗的Na2S2O3溶液的體積在鵬量瓶中裝IOOml實驗室一級水，然後按步驟I)製備樣品溶液並將該裝有樣品溶液的碘量瓶放在60°C水浴上加熱，10分鐘後加入50mL 94%的冰醋酸和O. 20±0. I克氟化鈉；
5分鐘後再加入6. O克±0. I克碘化納並持續加熱25分鐘，然後用50mL的蒸餾水清洗碘量瓶的瓶口及瓶頸處並放置冷卻至實驗室溫度；將滴定管裝滿O. IN Na2S2O3標準溶液，這時候的讀數為A1,同時將樣品溶液滴定至無色，此時為滴定終點，記錄這時的體積為A2,利用差減法計算出滴定樣品溶液而消耗的Na2S2O3溶液的體積為A= A2-A1 ；
3)測算滴定空白試劑溶液消耗的Na2S2O3溶液的體積
向碘量瓶中加入IOOmL實驗室一級水，放在60°C水浴上加熱，10分鐘後加入50mL 94%的冰醋酸和O. 20±0. I克氟化鈉；
5分鐘後再加入6. O克±0. I克碘化納並持續加熱25分鐘，然後用50mL的蒸餾水清洗 碘量瓶的瓶口及瓶頸處並放置冷卻至實驗室溫度；將滴定管裝滿O. IN Na2S2O3標準溶液，這時候的讀數為B1,同時將空白溶液滴定至無色，此時為滴定終點，記錄這時的體積為B2,利用差減法計算出滴定樣品溶液而消耗的Na2S2O3溶液的體積為吧B= B2-B1 ；
4)重複做三組樣品的測試，每組樣品滴定而消耗的Na2S2O3標準溶液體積與總檢測三組樣品的體積平均值，誤差在5%之內方可接受，否則重新檢測，直到檢測的結果滿意為止；
5)加標回收在檢測試樣的同時，做一組標樣的檢測，標樣是由過氧化氫溶液來製備的，測試步驟為上述步驟2)及步驟3)，然後計算標樣的回收率，加標回收是對超純氨中過氧化物含量的檢測結果的是否合理進行判斷，判斷的依據是標樣回收率在95 105%之間結果可信；
6)根據公式(I)計算過氧化物含量
根據儀公式(I)就可以計算得出試樣中過氧化物的濃度(c )。
權利要求
1.一種檢測高純氨及超純氨中過氧化物含量的方法，其特徵是本方法是通過如下工藝步驟實現的 1)樣品溶液的製備直接將高純/或超純氨通入到裝有水的容量瓶中溶解，容量瓶中的水為實驗室一級水，利用前後質量差記錄通入氨氣的質量； 2)測算滴定樣品溶液消耗的Na2S2O3溶液的體積 在鵬量瓶中裝IOOml實驗室一級水，然後按步驟I)製備樣品溶液並將該裝有樣品溶液的碘量瓶放在60°C水浴上加熱，10分鐘後加入50mL 94%的冰醋酸和O. 20±0. I克氟化鈉；5分鐘後再加入6. O克±0. I克碘化納並持續加熱25分鐘，然後用50mL的蒸餾水清洗碘量瓶的瓶口及瓶頸處並放置冷卻至實驗室溫度；將滴定管裝滿O. IN Na2S2O3標準溶液，這時候的讀數為A1,同時將樣品溶液滴定至無色，此時為滴定終點，記錄這時的體積為A2,利用差減法計算出滴定樣品溶液而消耗的Na2S2O3溶液的體積為A= A2-A1 ； 3)測算滴定空白試劑溶液消耗的Na2S2O3溶液的體積 向碘量瓶中加入IOOmL實驗室一級水，放在60°C水浴上加熱，10分鐘後加入50mL 94%的冰醋酸和O. 20±0. I克氟化鈉； 5分鐘後再加入6. O克±0. I克碘化納並持續加熱25分鐘，然後用50mL的蒸餾水清洗碘量瓶的瓶口及瓶頸處並放置冷卻至實驗室溫度；將滴定管裝滿O. IN Na2S2O3標準溶液，這時候的讀數為B1,同時將空白溶液滴定至無色，此時為滴定終點，記錄這時的體積為B2,利用差減法計算出滴定樣品溶液而消耗的Na2S2O3溶液的體積為吧B= B2-B1 ； 4)重複做三組樣品的測試，每組樣品滴定而消耗的Na2S2O3標準溶液體積與總檢測三組樣品的體積平均值，誤差在5%之內方可接受，否則重新檢測，直到檢測的結果滿意為止； 5)加標回收在檢測試樣的同時，做一組標樣的檢測，標樣是由過氧化氫溶液來製備的，測試步驟為上述步驟2)及步驟3)，然後計算標樣的回收率，加標回收是對超純氨中過氧化物含量的檢測結果的是否合理進行判斷，判斷的依據是標樣回收率在95 105%之間結果可信； 6)根據公式(I)計算過氧化物含量 根據儀公式(I)就可以計算得出試樣中過氧化物的濃度(c )，
2.如權利要求I所述的檢測高純氨及超純氨中過氧化物含量的方法，其特徵是上述步驟I)中的氨氣質量是通過如下方法計算的取潔淨的250mL具塞碘量瓶，加IOOmL水同時蓋好蓋子，然後放在電子天平上稱取重量，精確到O.OOOlg，記錄重量為Hi1 ;取用一段直徑為0. 125cm的聚四氟乙烯軟管，將其一端用專門的連接接頭連接在高純、超純氨儲罐上，軟管的另一端直接插入該250ml碘量瓶中，打開儲罐閥門，直接將高純、超純氨通入到水中溶解，流量為120 150mL每分鐘，50 60分鐘後停止取樣，待該四氟乙烯軟管一段無液體流出以後，拿出該管子並勻速蓋上蓋子，記錄此時的重量為m2，用差量法計算出溶解於水中的高純、超純氨的重量，即m= In2-In10
3.如權利要求I所述的檢測高純氨及超純氨中過氧化物含量的方法，其特徵是步驟5)中所述的標樣按下述方法製備取25%的過氧化氫溶液0. 1680g,用水溶解並定容到IOOOmL的棕色容量瓶中，這裡標液濃度為40. 7ppm。
全文摘要
本發明公開了一種檢測高純及超純氨中過氧化物含量的方法，直接將氨通入到水中溶解，然後記錄氨氣的重量；同時放入60℃的水浴鍋裡蒸發，10分鐘後加入50mL的94%的醋酸溶液與0.2g氟化鈉固體，5分鐘後再加入6.0g碘化納固體。這樣氨中的過氧化物都能在酸性條件下與碘離子起氧化還原反應生成單質碘，同時單質碘在此溫度條件下迅速融入水中形成穩定的碘液，25分鐘以後停止加熱讓其冷卻至實驗室溫度，然後用50mL蒸餾水充分潤洗碘量瓶的瓶口與頸部讓其碘液充分混合均勻；最後用0.1N的Na2S2O3滴定至終點，通過其消耗Na2S2O3 溶液的體積來計算過氧化物的含量。本發明具有取樣簡單，操作方便、結果準確，可操作性強的優點。
文檔編號G01N31/16GK102854285SQ20121033600
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月12日 優先權日2012年9月12日
發明者金向華, 王海, 王磊 申請人:蘇州金宏氣體股份有限公司