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四甲基氢氧化铵

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四甲基氢氧化铵

中文名称:
四甲基氢氧化铵
CAS号:
10424-65-4
英文名称:
Tetramethylammonium hydroxide pentahydrate
MF:
C4H23NO6
MW:
181.23
EINECS:
629-762-8
Mol File:
10424-65-4.mol

四甲基氢氧化铵 性质

熔点 
67-70 °C(lit.)
密度 
1.829
蒸气密度
1.1 (vs air)
蒸气压
97 mm Hg ( 20 °C)
储存条件 
0-6°C
形态
Hygroscopic Crystals
颜色
White
气味 (Odor)
Ammonia like
爆炸极限值(explosive limit)
36%
水溶解性 
soluble
敏感性 
Air Sensitive & Hygroscopic
Merck 
14,9224
BRN 
3714235
稳定性
Stable. Incompatible with strong oxidizing agents, strong acids.
InChIKey
MYXKPFMQWULLOH-UHFFFAOYSA-M
CAS 数据库
10424-65-4(CAS DataBase Reference)
EPA化学物质信息
Methanaminium, N,N,N-trimethyl-, hydroxide, pentahydrate (10424-65-4)
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四甲基氢氧化铵 用途与合成方法

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。

用途 

作硅橡胶、甲基硅油助剂和极谱分析试剂等。 在有机硅方面,作为二甲基硅油,苯甲基硅油,有机硅扩散泵油,无溶剂有硅模塑料,有机硅树脂硅橡胶等的催化剂。在分析方面,作为极谱试剂,在产品提纯方面作为无灰碱用以沉淀许多金属元素,在有机硅片生产中常用作计算机硅片面用光亮剂、清洗剂和触刻剂等。四甲基氢氧化铵作为催化剂,其优点是,反应完后加热升温,可使之分解为气体而赶走不残留在产品中。

安全信息

危险品标志 
T,C
危险类别码 
24/25-34-44-20/21/22
安全说明 
26-36/37/39-45
危险品运输编号 
UN 3423 8/PG 2
WGK Germany 
1
RTECS号
PA0875000
3-34
自燃温度
878 °F
TSCA 
Yes
HazardClass 
8
PackingGroup 
II
海关编码 
29239000

MSDS

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