三甲基镓工业化纯化方法
【专利摘要】本发明公开了一种三甲基镓工业化纯化方法，包括如下步骤：在惰性气氛的反应器中加入三甲基镓或三甲基镓·醚配合物，然后加入R1R2R3N配体进行反应，反应体系的温度保持在25～90℃，滴加完后，在60～90℃搅拌2～6小时，最后经解配得到高纯三甲基镓；其中R1R2R3为C2～C6的相同或不相同烷基或芳基。本发明方法所选配体为常规试剂，价廉且易得，反应过程平和，配体性质稳定，无安全隐患，而且反应和解配产率都很高，配体可重复使用，没有废弃物，可降低成本。
【专利说明】三甲基镓工业化纯化方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种三甲基镓的工业化纯化方法。
【背景技术】
[0002]现有发光二极管(LED)，由于其具备体积小、耐冲击、寿命长、无污染、可靠度高及低电压低电流操作等优良的特性，同时适用于在各种环境使用，符合未来环保节能的社会发展趋势。近年来，以氮化镓为代表的III A族氮化物的发展非常迅速，由于氮化镓半导体材料具有禁带宽度大、击穿电场高、电子饱和飘移速度高、介电常数小、强抗辐射力和良好的化学稳定性，在光显示、光储存、光探测等光电子器件和高温、高频大功率电子等微电子器件领域有广泛应用前景，其中最引人瞩目是作为发光材料的应用，氮化镓基发光二极管(LED)在普通照明领域的应用具有非常好的前景。LED灯将取代目前大量使用的白炽灯、节能灯等传统光源，被称为21世纪照明光源的革命。
[0003]MOCVD (金属有机化学气相沉积)，由于具有产能大，生产周期短的特点，它是目前唯一实现产业化生产氮化镓基器件的制备方法，其工艺是用元素的氢化物作为原料，通过氢气或氮气等载气带入反应室在高温加热的衬底上外延成化合物单晶薄膜。过程中原料的纯度、品质对外延片乃至最终的光电器件或高频器件有着至关重要的影响，尤其对于技术含量更高的蓝光器件、半导体激光器等产品的功能更是起着决定性的作用。三甲基镓是目前使用最为广泛、最为重要、最为成熟的原材料。
[0004]正因为三甲基镓是生长氮化镓最为广泛、最为重要、最为成熟的原材料，目前有关三甲基镓纯化方法的报道虽有一些，但还没有相关工业化纯化三甲基镓的方法报道。常用的纯化方法有:1、用三甲基镓与钾-钠合金作用，再通过精馏得高纯三甲基镓，由于钾-钠合金活性非常高，同时需要量又大，势必给操作及后处理过程带来安全隐患；2、用三甲基镓和N，N，N’，N’ -四甲基-4，4’ - 二氨基二苯甲烷形成配体，再解配得高纯三甲基镓，由于该方法一来N，N，N’，N’ -四甲基-4，4’ - 二氨基二苯甲烷不是一常规试剂，不太容易得到，同时其操作过程也难以实现工业化，所以也不太适合工业化纯化。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是提供一种三甲基镓的工业化纯化方法，以克服现有技术存在的上述缺陷。
[0006]为解决上述技术问题，本发明一种三甲基镓的工业化纯化方法，包括如下步骤:
[0007]在惰性气氛的反应器中加入三甲基镓或三甲基镓.醚配合物，然后加入R1R2R3N配体进行反应，反应体系的温度保持在25~90°C，滴加完后，在60~90°C搅拌2~6小时，最后经解配得到高纯三甲基镓。
[0008]所述三甲基镓.醚配合物中的醚选自四氢呋喃、乙醚、异丙醚或甲基四氢呋喃，优选乙醚；
[0009]所述R1R2R3N配体中，R1R2R3为C2~C6的相同或不相同烷基或芳基，所述R1R2R3N配体优选三正丁胺或N，N- 二乙基苯胺；
[0010]所述R1R2R3N配体与三甲基镓的摩尔比为I~1.5: I ；
[0011]R1R2R3N配体的滴加速度控制在在维持体系温度为25~90°C ;所述解配为减压解配，解配压力为100~200mmHg ;解配温度为90°C~180°C，再经精馏得到高纯三甲基镓。
[0012]所述惰性气氛可以是氮气气氛或氩气气氛。
[0013]所述三甲基镓提纯前纯度为55%~97%，提纯后可达到99%~99.999%。
[0014]上述原料均采用常规市售产品。
[0015]本发明具有如下有益效果:
[0016]1、所选配体为常规试剂，非常容易得到，同时价格便宜；
[0017]2、反应过程比较平和，配体性质稳定，没有安全隐患；
[0018]3、反应和解配产率都很高，R1R2R3N配体可以重复使用，没有废弃物，还
[0019]可降低成本。
【具体实施方式】
[0020]实施例1
[0021]在惰性气氛下，在反应釜中加入1100克三甲基镓，在搅拌条件下，向反应釜中滴加三正丁胺2200克，控制滴加的速率保持温度在25V~90°C之间，滴加结束后，继续反应4小时。解配(解配压力为100-200mmHg ;解配温度为90°C _180°C )后精馏得到高纯三甲基镓1020克，以三甲基镓为计算基准，产率92.7%。
[0022]实施例2
[0023]在惰性气氛下，在反应釜中加入1100克三甲基镓，在搅拌条件下，向反应釜中滴加N，N- 二乙基苯胺1600克，控制滴加的速率保持温度在25°C~90°C之间，滴加结束后，继续反应4小时。解配(解配压力为100-200mmHg ;解配温度为90°C _180°C )后精馏得到高纯三甲基镓990克，以三甲基镓为计算基准，产率90%。
[0024]实施例3
[0025]在惰性气氛下，在反应釜中加入1100克三甲基镓?乙醚配合物，在搅拌条件下，向反应釜中滴加N，N- 二乙基苯胺1000克，控制滴加的速率保持温度在25°C~90°C之间，滴加结束后，继续反应4小时。解配(解配压力为100-200mmHg ;解配温度为90°C _180°C)后精馏得到高纯三甲基镓580克，以三甲基镓为计算基准，产率86.8%。
[0026]实施例4
[0027]在惰性气氛下，在反应釜中加入1100克三甲基镓?乙醚配合物，在搅拌条件下，向反应釜中滴加三正丁胺1200克，控制滴加的速率保持温度在25 V~90°C之间，滴加结束后，继续反应4小时。解配(解配压力为100-200mmHg ;解配温度为90°C _180°C)后精馏得到高纯三甲基镓600克，以三甲基镓为计算基准，产率89.8%。
[0028]实施例5
[0029]在惰性气氛下，在反应釜中加入1100克三甲基镓?异丙醚配合物，在搅拌条件下，向反应釜中滴加三正丁胺1050克，控制滴加的速率保持温度在25°C~90°C之间，滴加结束后，继续反应4小时。解配(解配压力为100-200mmHg ;解配温度为90°C _180°C)后精馏得到高纯三甲基镓480克，以三甲基镓为计算基准，产率82.5%。[0030]实施例6
[0031]在惰性气氛下，在反应釜中加入1100克三甲基镓?异丙醚配合物，在搅拌条件下，向反应釜中滴加N，N- 二乙基苯胺850克，控制滴加的速率保持温度在25°C~90°C之间，滴加结束后，继续反应4小时。解配(解配压力为100-200mmHg ;解配温度为90°C _180°C)后精馏得到高纯三甲基镓450克，以三甲基镓为计算基准，产率77.3%。
[0032]实施例7
[0033]在惰性气氛下，在反应釜中加入1100克三甲基镓.四氢呋喃配合物，在搅拌条件下，向反应釜中滴加三正丁胺1200克，控制滴加的速率保持温度在25°C~90°C之间，滴加结束后，继续反应4小时。解配(解配压力为100-200mmHg ;解配温度为90°C — 180°C )后精馏得到高纯三甲基镓490克，以三甲基镓为计算基准，产率72.5%。
[0034]实施例8
[0035]在惰性气氛下，在反应釜中加入1100克三甲基镓.四氢呋喃配合物，在搅拌条件下，向反应釜中滴加N，N-二乙基苯胺1000克，控制滴加的速率保持温度在25°C~90°C之间，滴加结束后，继续反应4小时。解配(解配压力为100-200mmHg;解配温度为900C _180°C)后精馏得到高纯三甲基镓465克，以三甲基镓为计算基准，产率68.8%。
[0036]本发明工艺中，反应及解配条件平稳，易于控制，与常规的用钾-钠合金或N, N，N’，N’ -四甲基-4，4’ - 二氨基二苯甲烷纯化三甲基镓相比，具有原料安全稳定、容易得到、价格便宜、解配收率高等优势。底釜未完全解配的配合物可以保留在釜中，继续解配，总产率可接近95%，同时解离后的配体可以重复使用，几乎不会产生任何废弃物，特别适合于工业化纯化。
【权利要求】
1.一种三甲基镓工业化纯化方法，其特征在于，包括如下步骤:在惰性气氛的反应器中加入三甲基镓或三甲基镓.醚配合物，然后加入R1R2R3N配体进行反应，反应体系的温度保持在25~90°C，滴加完后，在60~90°C搅拌2~6小时，最后经解配得到高纯三甲基镓；其中R1R2R3为C2~C6的相同或不相同烷基或芳基。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三甲基镓?醚配合物中的醚选自四氢呋喃、乙醚、异丙醚或甲基四氢呋喃。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述R1R2R3N配体选自三正丁胺或N，N-二乙基苯胺。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述R1R2R3N配体与三甲基镓的摩尔比为I~1.5: I。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述R1R2R3N配体的滴加速度控制在维持体系温度为25~90°C。
6.根据权利要求1~5任一项所述的方法，其特征在于，所述解配为减压解配，解配压力为100~200mmHg，解配温度为90°C~180°C。
7.根据权利要求6 所述的方法,其特征在于,所述惰性气氛是氮气气氛或IS气气氛。
【文档编号】C07F5/00GK103965227SQ201310037648
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2013年1月30日 优先权日:2013年1月30日
【发明者】刘春辉, 高川, 冯汝明, 李大亮, 冯波 申请人:上海宏锐新材料科技有限公司