四甲基氢氧化铵 性质、用途与生产工艺.doc
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四甲基氢氧化铵性质、用途与生产工艺
概述
四甲基氢氧化铵(TMAH)是最强的有机碱，无色、无臭。在室温下其蒸汽压较低，在135~145℃完全分解气化，高纯品在140℃低温处理也无微量残渣。四甲基氢氧化铵溶液无色透明有微氨臭，1（wt）％溶液PH值为12.9，是与苛性碱同等强度的强碱。将四甲基氢氧化铵水溶液在减压下浓缩可得到5个结晶水的吸湿性针状结晶（mp，63oC），再继续浓缩脱水变成3个结晶水的结晶（mp，63oC），再变成1个结晶水的四甲基氢氧化铵，在135～140oC 分解为三甲胺和二甲基醚。
用途
四甲基氢氧化铵是一种有机碱，在工业科研领域有着极为广泛的用途。
国内四甲基氢氧化铵主要被用作有机硅系列产品，如硅油、硅橡胶、硅树脂等合成中的主要催化剂，虽然用量不大，但对于产品的收率和质量影响很大。国外四甲基氢氧化铵主要用于聚酯类聚合物、纺织、塑料制品、食品、皮革、木材加工、电镀、微生物等。
目前，这种产品进入尖端科技领域，如在电路板的印刷和显微镜片的制造业中，可作为集成电路板的清洗剂和半导体微加工技术中的Si－SiO2界面的各向异性腐蚀剂。随着科学技术的发展，这种类型的化学试剂需要量日趋增加，对四甲基氢氧化铵的质量和数量都提出了更高的要求。
制备方法
四甲基氢氧化铵的制备方法很多，一般采用氧化银法，通过四甲基氯化铵与氧化银反应生成。但该法制备四甲基氢氧化铵的工艺复杂，原料氧化银价格昂贵，而且所得产品含较高的杂质离子，如卤素离子、碱金属离子等，用于有机硅单体催化聚合时，严重影响有机硅产品特性，更无法满足电子领域清洗和腐蚀的要求。
国外从七十年代开始采用电解法制备四甲基氢氧化铵的新工艺，并逐步取代氧化银法。用电解法制得的产品质量较好，成本低，不仅能满足有机硅生产的需要，而且进入了电子工业领域。
电解法工艺简述
1,四甲基氯化铵为原料
其原理是电解槽阳极室中的四甲基氯化铵水溶液在电场力的作用下，溶液中的氯离子向阳极方向迁移直至在阳极上放电而析出氯气。同时，由于离子膜的选择透过性，氯离子无法扩散透过离子交换膜，只有四甲铵离子才能选择透过而进入阴极室，并富集于其中。电解槽阴极室中水分子在阴极上分解为氢气和氢氧根离子。后者恰好同由阳极室迁移来的四甲铵离子结合成四甲基氢氧化铵。随着通电量的增加而四甲基氢氧化铵浓度不断提高，最终达到预期的粗品浓度。
阳极电化学反应为：
(CH3)4NCl→(CH3)4N++Clˉ
2Clˉ—2e→Cl2↑
阴极电化学反应为：
H2O→H+ + OHˉ
(CH3)4N++OHˉ→(CH3)4NOH
2H++2e→H2↑
总反应为：2(CH3)4NCl+2H2O→2(CH3)4NOH+H2↑+Cl2↑
电解法中产生的氢气放空，生成的氯气用碱液吸收生成次氯酸钠，次氯酸钠
是漂白粉的主要原料。因此该方法制备四甲基氢氧化铵方法简单、纯度高、
无环境污染。
2,四甲基碳酸氢铵为原料
电解原理与四甲基氯化铵为原料相似，不过没有氯气产生，阳极产生二氧化
碳和氧气。总反应：(CH3)4NHCO3+H2O→(CH3)4NOH+CO2↑+H2↑
化学性质
无色结晶（常含三、五等结晶水），极易吸潮，在空气中能迅速吸收二氧化碳，130℃时分解为甲醇和三甲胺，通常使用有10％、25％水（或醇）溶液
和含结晶水化合物。
电解法工艺简述
1,四丙基溴化铵为原料
其原理是电解槽阳极室中的,四丙基溴化铵水溶液在电场力的作用下，溶液中的溴离子向阳极方向迁移直至在阳极上放电而析出溴气。同时，由于离子膜的选择透过性，溴离子无法扩散透过离子交换膜，只有四丙铵离子才能选择透过而进入阴极室，并富集于其中。电解槽阴极室中水分子在阴极上分解为氢气和氢氧根离子。后者恰好同由阳极室迁移来的四丙铵离子结合成四丙基氢氧化铵。随着通电量的增加而四丙基氢氧化铵浓度不断提高，最终达到预期的粗品浓度。
阳极电化学反应为：
(CH3CH2CH2)4NBr→(CH3CH2CH2)4N++Brˉ
2Brˉ—2e→Br2↑
阴极电化学反应为：
H2O→H+ + OHˉ
(CH3CH2CH2)4N++OHˉ→(CH3CH2CH2)4NOH
2H++2e→H2↑
总反应为： 2(CH3CH2CH2)4NBr+2H2O→2(CH3CH2CH2)4NOH+H2↑+Br2↑
电解法中产生的氢气放空，生成的溴气收集起来备用。因此该方法制备四丙基氢氧化铵方法简单、纯度高、无环境污染。
2,四丙基碳酸氢铵为原料
电解原理与四丙基氯化铵为原料相似，不过没有溴气产生，阳极产生二氧化碳和氧气。总反应：(CH3CH2CH2)4NHCO3+H2O→(CH3CH2CH2)4NOH+CO2↑+H2↑ |
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