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离子交换双氧水与普通工艺差异 　　摘 要：简述了高纯试剂的用途，比较了传统的过氧化氢提纯工艺与我厂新型离子交换工艺。 　　关键词：高纯电子试剂 过氧化氢 离子交换 应用 　　一、绪论 　　1.超纯试剂的应用 　　超净高纯试剂（国外常称为湿化学品wet chemicals 或工艺化学品process -chemicals），是集成电路（IC）和超大规模（VLSI）制作过程中关键性基础化工材料之一，主要用于芯片的精洗和腐蚀，具有品种多、用量大、技术要求高、贮存有效期短、强腐蚀性等特点。它的纯度和洁净度对集成电路和成品率、电性能及可靠性都有十分重要的影响。它基于微电子技术发展而发展，同时又制约微电子技术发展。因此，电子专用超净高纯化学试剂的研究和开发同微电子技术的发展紧密相联。 　　2.我国超纯试剂的发展现状 　　“十五”期间国内集成电路用超纯试剂的需求量接近1万吨，而国内生产企业实际能提供的量仅10%。据有关方面预测到2014年中国市场需求量将达到30～50万吨/年化学试剂。其中，国内通用型试剂市场今后的年增长率仍将维持在5%～8%左右，电子化学品市场预计超过80亿美元。虽然我国电子化学品产业通过近几年技术改造和结构调整，已经具备一定基础，但与飞速发展的信息产业相比，还存在产品品种少，尤其是高品质产品较少等不足。 　　因此基于电子产业迅猛发展，而国产高纯试剂严重短缺的现状，我厂投入大量人力物力，选择在半导体工业中的消耗比例最大的过氧化氢进行研制，并取得一定成果。 　　3.过氧化氢的性质 　　过氧化氢又名双氧水，分子式为H2O2，分子量为34.016，是一种无色、无嗅、呈弱酸性的透明液体，可与水以任意比例互溶，形成不同浓度的双氧水溶液，在无水的状态下，双氧水是一种无色、有苦味的液体，并且带有类似臭氧的气味。双氧水的化学性质活泼，是一种强氧化剂，由于双氧水在参加化学反应的过程中仅生成水和活性氧，因此双氧水具有无二次污染的特点，被称为“绿色化学品”。在纺织、造纸、化工、轻工、医药、电子、食品、环保等领域应用广泛。随着对环保要求的日益提高，双氧水的需求量及应用范围也在日益扩大，并在一些领??中逐步取代了对境有严重污染的化学品。 　　4.高纯过氧化氢的用途 　　高纯双氧水是电子工业发展不可缺少的无机精细化学品，可用其做作硅片的清洗和光刻胶的剥离，也可用其作硅芯片和集成电路组件等的清洗剂，以制成优质的绝缘层。我国目前已成为全球第二大集成电路市场，集成电路对液体化学品的质量要求极为苛刻，只有高纯双氧水才能够满足需要。双氧水在电子工业的应用上分为一般电子级双氧水、MOS级双氧水和超高纯度双氧水等规格产品。中国大陆高纯度双氧水产品目前还基本上依赖与进口，但电子工业的快速发展将使这方面的需求越来越大。目前，国内电子工业双氧水消费量约为18000t/a左右。随着世界制造业向我国转移，中国电子业仍将得到快速发展，双氧水的用量也同步增长，在未来5～l0年内，双氧水在该行业的年增长率将在15%以上，5年后，双氧水在该行业的消费量将不低于35000t/a。 　　我国食品级双氧水的市场空间很宽阔，但是多年来，由于食品级双氧水供应紧缺并且依赖进口，制约了其在食品工业的应用和发展。由于食品级双氧水的生产具有一定的技术难度，目前国内只有个别企业具备生产能力。食品行业要使用食品级双氧水，绝大多数食品企业采取两个途径：一是从国外进口；二是用工业级双氧水进行代替。中国作为人口大国，也是食品消费大国，随着生活品质的提高，对食品卫生的要求也将越来越高，将促进双氧水在该方面的应用。根椐中国的经济发展和社会进步，预计在未来5～l0年内，双氧水在该行业的年增长率在10%左右，5年后，双氧水在该行业的年消费量将不低于60000t/a。 　　因此综上所述我国高纯双氧水与食品级双氧水前景广阔，但是国有产品市场占有率低，许多关键技术环节有待突破，发展具有自主知识产权的高纯双氧水产品刻不容缓。 　　二、成果展示 　　1.实验仪器 　　检测仪器、药品如下表2-1所示 　　表2-1 实验仪器表 　　Table2-1 The list of appliances of the experiment 　　2.工艺流程 　　图2-1 工艺流程图 　　Diagram 2-1 craft flow charts 　　我厂新型双氧水水离子交换工艺流程如图2-1所示。原料槽中的工业级双氧水以一定流速经过一级、二级吸附柱，除去其中蒽醌、重芳烃、重金属等对人体有害的成分，即可达到食品级双氧水的要求，如表2-2所示，经交换吸附后的双氧水，其指标全部优于国际卫生组织所提供的食品级双氧水FAO/WH0-92的标准。如再经过一级、二级交换柱，通过进口新型双氧水交换树酯的处理，