專利名稱：測定高純及超純氨中痕量氯含量的方法
技術領域：
本發明涉及ー種氣體中雜質的檢測方法，特別涉及一種檢測氨氣中痕量氯含量的方法。
背景技術：
電子級超純氨是ー種非常重要的新型光電子材料，也是MOCVD技術制備GaN的重要基礎材料。在生產制造發光二極管(LED)、平板顯示器(FPD)、半導體和多晶硅太陽能電池片過程中有著廣泛的用途。尤其LED芯片在生長過程中，超高純氨氣被用于金屬有機化合物化學氣相淀積(MOCVD)外延生長過程中，它與金屬有機物的前驅物三甲基鎵(Ga(CH3)3)在高溫高壓下發生化學反應生成氮化鎵
Ga (CH3) 3 (g) +NH3 (g) — GaN (s) +3CH4 (g)
因此，所用氨氣的純度越高，制備的藍光LED功耗越小，發光強度越大，使用壽命越長。所以說7N電子級超純氨是LED晶體制造領域重要的上游關鍵配套材料，對其純度的控制是產業鏈發展中的ー個重要環節，直接決定著LED行業的發展。高純氨/超純氨的氯含量為氣體產品質量的ー個重要指標，越來越受到人們的關 注與重視。經過對生產中的問題進行分析論證和實驗證明，高純氨中的氯會造成一定程度的設備腐蝕和催化劑中毒。因此對高純氨/超純氨中的氯含量進行檢測已成為生產與使用過程中的重要環節。高純氨/超純氨中的氯主要來源于原料氨的生產。一般來說，其氯含量都很低的，都是呈氣態或者氣態大分子形式存在，目前沒有專門的儀器來檢測，只能通過適當的方式汽化或者吸附或溶解等方法，然后再利用檢測設備來進行定量。目前測試的方法主要有紫外分光光度計法，比濁法或者ICP-MS法，然而這些方法的操作都很繁瑣，而且重復性較差。
發明內容
本發明的發明目的是為了克服背景技術中的缺點，提供切實可行可以現場操作，而且操作十分簡單的測定高純及超純氨中痕量氯含量的方法。本發明的發明目的是通過如下技術方案實現的一種測定高純及超純氨中痕量氯含量的方法，其エ藝包括如下步驟
1)取樣先用微量進樣器抽取氣袋中樣品氨氣并排空，如此重復4 5次后，抽取
5.Oml樣品氨氣，使用自動進樣器等速進樣，進樣時間控制在4S 6S ;
2)氯化物的分離樣品在載氣氮氣的保護下送入裂解管中，在氧氣的作用下進行高溫裂解，將有機氯轉化為氯離子；
3)檢測將氯離子通入含有混合電解液的滴定池中，氯離子與電解液中銀離子發生反應，所消耗的銀離子量可由庫侖計電解補充。由計算機測出電解所耗電量，根據法拉第電解定律算出超純氨樣品中的氯含量，并用標準樣品進行校準。本發明的有益效果是用于測定高純氨中氯含量，其優點是操作簡單，樣品無需經過特殊處理，分析速度快，測定精度高，方法檢測限低。
圖I為本發明所用微庫侖測定儀的結構 其中1、微庫侖計；2、滴定池；3、電磁攪拌器；4、轉化爐；5、石英裂解管；6、進樣ロ ；7、流量計；8、針型閥。
具體實施例方式I.試劑
(1)一級蒸餾水或高純水；
(2)冰醋酸;
(3)碘化鉀；
(4)疊氮化鈉；
(5)碘選用20 40目顆粒制備參考電極用；
(6)異辛烷(不含氯)；
(7)ニ甲基ニ氯醚(配置標樣用)；
(8)電解液將0.5g碘化鉀，0. 6g疊氮化鈉溶于IOOOmlO. 5%的醋酸水溶液中，裝入棕色瓶，置于陰暗通風處備用；有效期兩周。2.儀器設備
RPA-200A微庫侖測定儀江蘇江環分析儀器有限公司
3.基本原理
將樣品注入裂解管內，與氧氣混合并燃燒，樣品中的有機氯轉化為氯離子，并由載氣帶進滴定池，與池中的銀離子發生反應Ag+ + Cl_— AgCl丨，消耗的銀離子量可由庫侖計在陽極電解補充，電生銀離子所需的電量即是注入試樣中氯的含量。法拉第定律概述在電解時，電極上析出或溶入的物質量和通過電解池的電量成正比；每通過96500庫倫的電量，在電極上即析出或溶入I克當量的任何物質。式中W——析出的物質質量，以克計
n——電極反應的電子轉移數 M——待測物質的分子或原子量 Q——電量，以庫侖計 實驗結果根據此方程，由儀器直接計算得出。4.儀器調試
打開儀器電源，將轉化爐氣化段和煅燒段的溫度分別設置為650°C和700°C，開始升溫。在電解池中放入配置成的電解液，電解池中不能含有氣泡，連接好電解池和高溫裂解管，打開磁力攪拌器，儀器工作站，溫度升到設定值后，點平衡，増益設置為160，采樣電阻設置為220 Q，設置好以上參數后，降低偏壓，毎次降2-4mV，當將偏壓降到145-155 mV后，開始升采樣電阻，采樣電阻一般升到2-8 kQ，基線調試穩定后方可進樣測試。
如圖I所示，打開氮氣、氧氣的針型閥(8)，氮氣和氧氣經儀器自帶的流量計(7)，這里設置氧氣的流量為90ml/min,氮氣為160ml/min。進入到裂解管(5)中,最后進入到S滴定池(2)中。進樣測試時，用微升進樣器抽取一定體積的樣品經進樣ロ(6)注射到裂解管
(5)中，與管中的氧氣反應產生的氣體在氮氣吹掃下進入到滴定池(2)中，并同滴定池中的滴定劑反應，產生相應的信號變化，最后由庫倫儀(I)在軟件上顯示出結果。5.標準轉化率的測定
基線穩定后開始進標樣測定轉化率，要選擇與樣品濃度接近的標樣，點分析狀態，選擇標樣和液態進樣，輸入標樣體積和濃度。用微量進樣器取8. 4ul液態氯標樣，由自動進樣器進到裂解爐中，進樣時間控制在4 6s，看標樣的轉化率是否在80%-120%之間，重復做幾組，如果結果穩定而且都在此范圍內，則結束測試，并保存好轉化率曲線。否則需要重新調試儀器。 6.樣品測定
每個樣品都按照下列處理方法
測試好標樣轉化率后，開始檢測樣品。點分析狀態，選擇樣品和氣態進樣，輸入樣品體積和密度。先用微量進樣器從氣袋中抽取樣品氣體充分置換進樣器，然后用微量進樣器取5ml樣品，在氮氣保護下由自動進樣器勻速進樣到裂解管中，進樣時間控制在4 6s。將取好的多個平行樣品，分別進行進樣測定，每個樣品平行測定三次。結束測試，并保存好樣品曲線。7.結果計算
根據標準轉化率曲線和對應的試樣中氯的電位值變化，就可根據法拉第定律原理計算得出試樣中氯的含量，重復測定標準樣品或樣品三次，取三次測試的平均值為結果。為了保證試驗的準確性，應根據樣品性質和儀器的狀況，定期測定轉化率。標樣的轉化率不應低于80%，否則應查明原因。
權利要求
1.一種測定高純及超純氨中痕量氯含量的方法，其特征是其エ藝步驟為 1)取樣先用微升進樣器抽取氣袋中樣品并排空，如此重復4 5次后，抽取5.Oml樣品，使用自動進樣系統等速進樣，進樣時間控制在4s 6s ; 2)氯化物的分離調式微庫侖測定儀，打開微庫侖測定儀的氮氣以及氧氣的針型閥，將樣品在載氣氮氣的保護下送入微庫侖測定儀的裂解管中，在氧氣的作用下進行高溫裂解，將樣品中有機氯轉化為氯離子； 3)檢測將氯離子通入含有混合電解液的微庫侖測定儀的滴定池中，氯離子與電解液中銀離子發生反應，所消耗的銀離子量可由庫侖計電解補充，測出電解所耗電量，根據法拉第電解定律算出超純氨樣品中的氯含量。
2.如權利要求I所述的測定高純及超純氨中痕量氯含量的方法，其特征是打開儀器電源，將轉化爐氣化段和煅燒段的溫度分別設置為650°C和700°C，開始升溫，在電解池中放入配置成的電解液，電解池中不能含有氣泡，連接好電解池和高溫裂解管，打開磁力攪拌器，儀器工作站，溫度升到設定值后，點平衡，増益設置為160，采樣電阻設置為220Q，設置好以上參數后，降低偏壓，毎次降2-4mV，當將偏壓降到145-155 mV后，開始升采樣電阻，采樣電阻一般升到2-8 kQ，基線調試穩定后方可進樣測試。
3.如權利要求2所述的測定高純及超純氨中痕量氯含量的方法，其特征是基線穩定后開始進標樣測定轉化率，要選擇與樣品濃度接近的標樣，點分析狀態，選擇標樣和液態進樣，輸入標樣體積和濃度，用微量進樣器取8. 4ul液態氯標樣，由自動進樣器進到裂解爐中，進樣時間控制在4 6s，看標樣的轉化率是否在80%-120%之間，重復做幾組，如果結果穩定而且都在此范圍內，則結束測試，并保存好轉化率曲線，否則需要重新調試儀器。
全文摘要
本發明一種測定高純及超純氨中痕量氯含量的方法，該方法如下使用微升進樣器定量取高純、超純氨樣品從硅橡膠隔板送入裂解管中，樣品汽化后隨載氣進入裂解管中與氧氣混合并在此燃燒使樣品中有機氯轉化為氯離子進入滴定池同銀離子反應消耗的銀離子量可由庫侖計電解補充，電生銀離子所需的電量即是注入試樣中氯的含量。由計算機測出電解所耗電量,根據法拉第電解定律算出高純、超純氨樣品中的氯含量。本發明用于測定高純、超純氨中氯含量,其優點是操作簡單,樣品無需經過特殊處理，分析速度快,測定精度高,方法檢測限低。
文檔編號G01N31/16GK102798695SQ20121030568
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月27日 優先權日2012年8月27日
發明者金向華, 王磊, 王海 申請人:蘇州金宏氣體股份有限公司