背景及概述[1][2]
(3,3-二甲基-1-丁炔)六羰基二鈷(CCTBA)是幾種用于制造設(shè)備重要功能層的含鈷CVD/ALD前體之一。它是制備鈷金屬、氮化鈷、鈷硅化物等的重要前驅(qū)體,特別是對(duì)于鈷阻擋層/襯層、共覆蓋層和共晶種層的應(yīng)用,具有優(yōu)異的性能。在阻擋層和種子層的情況下,鈷膜顯示出后續(xù)種子形成和電鍍步驟的高導(dǎo)電性。
制備[1]
一種(3,3-二甲基-1-丁炔)六羰基二鈷的制備方法,其具體方案如下:
在氮?dú)鈿夥毡Wo(hù)下,在反應(yīng)器中加入有羰基鈷試劑和1800g的烴類(lèi)溶劑,然后控溫10℃,然后緩慢的向體系中加入0.1g的離子液改性的氧化石墨烯材料和25g的入叔丁基乙炔,加完之后氮?dú)鈿夥毡Wo(hù)下攪拌反應(yīng)5h;反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)行過(guò)濾,得到的濾液進(jìn)行蒸餾除掉易揮發(fā)組分,得到(3,3-二甲基-1-丁炔)六羰基二鈷粗產(chǎn)品,然后經(jīng)過(guò)提純得到(3,3-二甲基-1-丁炔)六羰基二鈷。
所述的離子液改性的氧化石墨烯材料的制備方法為:
將0.5g的三乙基硼-1,3-丙二胺,0.03g的1,18-雙(肼基羰基)十八烷和0.1g的氧化石墨烯加入到500g的純化水中,攪拌混合均勻后控溫40℃,繼續(xù)反應(yīng)60min,完成反應(yīng)后過(guò)濾,洗滌,干燥后的得到固體分散于30g的甲苯中,得到分散液;另取0.5g的辛內(nèi)酰胺和0.07g的1-羧乙基-3-甲基咪唑溴鹽,20g的甲苯中,加入分散液混合均勻,升溫至80℃,反應(yīng)2h,過(guò)濾,用乙醇洗滌然后烘干,即可得到離子液改性的氧化石墨烯材料。
所述的羰基鈷試劑為20g的羰基鈷。
所述的烴類(lèi)溶劑為正己烷。
所述的過(guò)濾工藝采用砂芯過(guò)濾裝置。
所述的蒸餾除掉易揮發(fā)組分采用40℃,減壓蒸餾方式。
本方法合成的(3,3-二甲基-1-丁炔)六羰基二鈷的收率為87.6%,原料羰基鈷試劑的利用率為94.1%
圖1為制備的(3,3-二甲基-1-丁炔)六羰基二鈷所做的的傅立葉紅外光譜圖。
由圖可知,3335cm-1附近存在炔基的碳?xì)涞奈辗澹?931cm-1附近存在甲基碳?xì)涞奈辗澹?726cm-1附近存在羰基的吸收峰,說(shuō)明物質(zhì)為(3,3-二甲基-1-丁炔)六羰基二鈷。
精制方法[2]
一種(3,3-二甲基-1-丁炔)六羰基二鈷的精制方法,其具體方案如下:
本方案采用減壓精餾方法精制粗品(3,3-二甲基-1-丁炔)六羰基二鈷;所述的減壓精餾方法在一種精制塔中進(jìn)行,該精制塔包括有加熱單元,吸附單元和收集單元;首先加熱單元放入粗品(3,3-二甲基-1-丁炔)六羰基二鈷,使用惰性氣體保護(hù)置換空氣,然后減壓抽真空,真空度0.09MPa;然后加熱單元開(kāi)始加熱,控溫20℃;其特征在于所述的吸附單元中填充一種金屬有機(jī)骨架-碳硅復(fù)合材料,吸附單元設(shè)置于加熱單元和收集單元中間,(3,3-二甲基-1-丁炔)六羰基二鈷蒸汽經(jīng)過(guò)金屬有機(jī)骨架-碳硅復(fù)合材料吸附雜質(zhì)后到達(dá)冷卻單元冷凝成高純度的(3,3-二甲基-1-丁炔)六羰基二鈷產(chǎn)品。
所述的一種金屬有機(jī)骨架-碳硅復(fù)合材料按照以下方法制備:
將2.5kg可溶性淀粉與70kg純水混合均勻,然后加熱沸騰40s,冷卻到室溫后將1.5kg氯化鐵和8kg濃鹽酸加入到反應(yīng)釜中,攪拌混合均勻后將30kg20%的硅酸鈉溶液緩慢滴加到反應(yīng)體系中,室溫?cái)嚢?5h,然后加入0.05kg四乙基二乙烯三胺,繼續(xù)攪拌50min,然后過(guò)濾,將得到的碳硅二元凝膠與0.2kg聚乙二醇1000在70℃下混合均勻,然后揉制成直徑3mm的均勻球形顆粒;將成型顆粒置于105℃的烘箱中干燥8h,然后置于氬氣環(huán)境下,加熱到900℃,恒溫3h,隨后隨爐冷卻到室溫,再加入0.5Kg氯基磺酸鈷、0.05Kg7-溴喹啉-2,3-二羧酸、0.02Kg9-芴酮-2,7-二羧酸甲酯、5KgN,N-二甲基甲酰胺(DMF)加入到反應(yīng)釜中,超聲處理,并在100℃℃下反應(yīng)24小時(shí),得到金屬有機(jī)骨架-碳硅復(fù)合材料。
所述的吸附單元具備精準(zhǔn)加熱控溫功能,工作時(shí)溫度比加熱單元高2℃。
所述的加熱單元和吸附單元采用電磁感應(yīng)精準(zhǔn)控溫加熱。
所述的精制塔內(nèi)部材料使用四氟乙烯/偏氟乙烯共聚物制備而成。
本方案制備的(3,3-二甲基-1-丁炔)六羰基二鈷的色譜分析質(zhì)量百分比含量為99.9997%,精制產(chǎn)品收率為95.7%。
主要參考資料
[1] CN201911044625.7一種(3,3-二甲基-1-丁炔)六羰基二鈷的制備方法
[2] CN201911044555.5一種(3,3-二甲基-1-丁炔)六羰基二鈷的精制方法