D072型树脂脱除过氧化氢中金属阳离子的工艺研究.pdf

离子交换与吸附, 2004, 20(4): 357 ~ 363 ION EXCHANGE AND ADSORPTION 文章编号:1001-5493(2004)04-0357-07 D072 型树脂脱除过氧化氢中金属阳离子的工艺研究* 钟禄平 刘家祺 马敬环 李俊台 天津大学化工学院，绿色合成与转化教育部重点实验室，天津 300072 摘要:实验考察D072 型阳离子交换树脂在交换柱中脱除过氧化氢中微量金属阳离子的动态行 为。通过改变料液流速、高径比、料液中交换离子浓度及料液组成等参数，绘制不同条件下的 透过曲线，以此考察D072 型树脂对过氧化氢中金属阳离子的动态交换性能，从而确定适宜的 工艺条件，为工业化生产提供科学依据。 关键词:离子交换树脂; 透过曲线; 动态交换; 工艺条件 中图分类号: O647.3 文献标识码:A 1 前 言 我国高纯过氧化氢在电子工业中的应用尚处于市场培育期，但是，发展前景乐观。随 着我国电子工业，特别是 IT 业的迅速发展，对高纯过氧化氢的需求将会不断增加。这些 年，我国硅晶片大多依赖进口，而目前这种状况正在不断改善。国家已确定在西部建设大 型的硅晶片生产基地，届时对高纯过氧化氢的需求是可以预见的。然而我国产品品种、生 产成本、应用领域及生产工艺技术的某些环节与国外相比尚有差距，以致不能满足国内市 场 ( 电子、食品、制药等行业) 的需要。因此工业过氧化氢净化已成为双氧水行业亟待研 究的课题。 [1] 工业级过氧化氢由于含有大量有机杂质和阴阳离子而不能直接用于电子工业中 。这 些杂质主要包括：在制造、贮存过程中，因设备中金属溶出带来的金属离子杂质，如Fe、 Cr 、Ni 、Al 、Cu 等；作为添加剂加入的金属离子杂质，包括Na 、K[2] ；生产中引入的阴离 子杂质，如氯离子、硫酸根离子、磷酸根离子等；还有原料中引入的有机溶剂、蒽醌及其 [3] [4] [5] 衍生物等有机杂质 。去除这些杂质的主要方法有精馏法 ，重结晶法，超临界萃取法 ， [6] [7~9] 膜技术 和离子交换树脂法 等。离子交换树脂法是目前国际上发达国家普遍采用的方 法，该方法工艺简单，操作容易，原料易得，产品成本低。去除工业级过氧化氢中的有机 杂质已有大量的研究，而对离子交换树脂法脱除过氧化氢中金属阳离子的动态特性未见报 + -6 + -6 道。工业级过氧化氢中主要金属阳离子含量Na 为1.428×10 kg/L，K 为0.668×10 kg/L ， * 收稿日期:2003 年2 月18 日 作者简介:钟禄平(1979-), 男, 江西省人, 硕士, 从事化工分离过程的研究. ·358 · Ion Exchange and Adsorption 2004 年8 月 2+ -6 2+ -6 3+ -6 3+ Ca 为 0.678 ×10 kg/L ，Mn 为 0.022×10 kg/L ，Fe 为 0.417×10 kg/L ，Al 为 -6 -6 0.030×10 kg/L，而电子级过氧化氢中每种金属阳离子的含量要低于0.100×10 kg/L，精细 -6 电子级过氧化氢更要求含量低于 0.010×10 kg/L 。由于过氧化氢具有强氧化性和弱酸性， 所选用树脂应具有较强的抗氧化性和化学稳定性。否则过氧化氢会破坏其骨架结构，使树