四甲基氢氧化铵溶液的分解方法及其分解装置制造方法及图纸

本发明专利技术揭露一种四甲基氢氧化铵(TMAH)溶液的分解方法及其分解装置，主要通过混合四甲基氢氧化铵溶液、氧化剂以及触媒，达到分解四甲基氢氧化铵的目的。氧化剂包括一次氯酸根或一次氯酸盐，四甲基氢氧化铵溶液会与氧化剂反应，而触媒则会吸附反应过程中产生的氧原子。触媒吸附的氧原子会进一步参与反应，藉此将四甲基氢氧化铵分解成氮气及醇类。通过本发明专利技术所提出的四甲基氢氧化铵溶液的分解方法，可使四甲基氢氧化铵溶液中的四甲基氢氧化铵去除率大于99%。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术有关一种四甲基氢氧化铵(TMAH)溶液的分解方法及其分解装置，主要是将四甲基氢氧化铵溶液、氧化剂以及触媒混合，以产生氮气以及醇类。
技术介绍
半导体制程中常采用四甲基氢氧化铵（TMAH，tetramethylammoniumhydroxide）去除光阻，并且产生含四甲基氢氧化铵的废水。由于四甲基氢氧化铵具有毒性，废水不可直接排放，一般的作法是使用微生物或漂白水将废水中的四甲基氢氧化铵分解后再排放。微生物分解四甲基氢氧化铵的速率慢，且须使用大面积的场地，无法符合目前半导体产业的需求。使用漂白水分解四甲基氢氧化铵，一般是采用折点加氯法，通过反复在四甲基氢氧化铵废水中加入次氯酸，并控制反应时的酸碱值在PH6至PH7之间，来达成分解四甲基氢氧化铵的目的。然而折点加氯法须耗用大量的次氯酸，且反应过程中因为要不断的加次氯酸，酸碱值区间的控制难度高。此外，四甲基氢氧化铵与次氯酸反应氯化之后，与水作用又会还原成氨氮形式，大大的降低了分解效率，其分解效率约只有5%至10%。
技术实现思路
本专利技术的一目的，在于提供一种四甲基氢氧化铵溶液的分解方法，主要是将四甲基氢氧化铵溶液、氧化剂以及触媒混合，利用触媒吸附四甲基氢氧化铵溶液与氧化剂反应后所产生的氧原子，以产生氮气以及醇类。通过此方法可使四甲基氢氧化铵溶液中的四甲基氢氧化铵去除率大于99%，并且可将半导体制程所产生的四甲基氢氧化铵废水中的四甲基氢氧化铵浓度由4000ppm以下降至1ppm以下。本专利技术的另一目的，在于将本专利技术所述的四甲基氢氧化铵溶液的分解方法，应用于一四甲基氢氧化铵溶液分解装置。四甲基氢氧化铵溶液分解装置主要包括一混合槽、至少一传输管及一触媒槽，其中混合槽通过传输管连接触媒槽。混合槽用以混合四甲基氢氧化铵溶液及氧化剂，并产生N(CH3)3ClOH，触媒槽则用以容置一触媒，并通过传输管由混合槽接收N(CH3)3ClOH及四甲基氢氧化铵溶液中的水分子。水分子与N(CH3)3ClOH反应产生NH(CH3)3OH，而触媒则吸附水分子与N(CH3)3ClOH反应后产生的氧原子。NH(CH3)3OH、触媒所吸附的氧原子以及水分子会反应产生氮气以及醇类。此外四甲基氢氧化铵溶液、N(CH3)3ClOH、NH(CH3)3OH、氧化剂及/或盐酸可经由传输管在混合槽以及触媒槽之间流动，以达到混拌的效果，并增加氮气以及醇类产生的效率。为达到上述目的，本专利技术提供一种四甲基氢氧化铵溶液的分解方法，包括以下步骤：混合一四甲基氢氧化铵溶液、一氧化剂及一触媒，其中氧化剂包括一次氯酸根或一次氯酸盐，而触媒则吸附四甲基氢氧化铵溶液与氧化剂反应后所产生的一氧原子；及产生一氮气及一醇类。为达到上述目的，本专利技术提供一种四甲基氢氧化铵溶液的分解装置，包括：一混合槽，用以混合一四甲基氢氧化铵溶液及一氧化剂，以产生一N(CH3)3ClOH，其中四甲基氢氧化铵溶液包括一四甲基氢氧化铵及一水分子，而氧化剂包括一次氯酸根或一次氯酸盐；至少一传输管，连接混合槽；及一触媒槽，用以容置一触媒，并连接传输管，其中触媒槽通过传输管由混合槽接收N(CH3)3ClOH及水分子，使得水分子与N(CH3)3ClOH反应产生一NH(CH3)3OH，且触媒吸附水分子与N(CH3)3ClOH反应产生的一氧原子，并使NH(CH3)3OH、触媒所吸附的氧原子以及水分子反应产生一氮气以及一醇类。在本专利技术分解方法一实施例中，其中四甲基氢氧化铵溶液包括一四甲基氢氧化铵及一水分子。在本专利技术分解方法一实施例中，其中还包括以下步骤：四甲基氢氧化铵溶液、氧化剂以及触媒混合后，产生一NH(CH3)3OH；及触媒所吸附的氧原子、NH(CH3)3OH以及水分子反应产生氮气以及醇类。在本专利技术分解方法一实施例中，还包括以下步骤：混合四甲基氢氧化铵溶液及氧化剂，以产生一N(CH3)3ClOH；加入触媒，使触媒、N(CH3)3ClOH与水分子混合，并产生一NH(CH3)3OH，且触媒吸附N(CH3)3ClOH与水分子反应后所产生的氧原子；及触媒所吸附的氧原子、NH(CH3)3OH及水分子反应产生氮气以及醇类。在本专利技术分解方法一实施例中，还包括以下步骤：四甲基氢氧化铵溶液、氧化剂以及触媒混合后，产生一NH(CH3)3OH及一盐酸；及加入一碱，使碱与盐酸酸碱中和。在本专利技术分解方法一实施例中，其中碱为氢氧化钠。在本专利技术分解方法一实施例中，其中触媒包括碳元素或活性碳。在本专利技术分解方法一实施例中，其中触媒具导电性且不会与四甲基氢氧化铵溶液与氧化剂反应后产生的氧原子产生化学反应。在本专利技术分解方法一实施例中，其中氧化剂的用量为所须穆尔当量数的1至1.2倍。在本专利技术分解方法一实施例中，其中氧化剂包括次氯酸、次氯酸钠或次氯酸钙。在本专利技术分解装置一实施例中，其中N(CH3)3ClOH、触媒与水分子接触后，产生NH(CH3)3OH及一盐酸。在本专利技术分解装置一实施例中，其中触媒包括碳元素或活性碳。在本专利技术分解装置一实施例中，其中混合槽或触媒槽还用以接收一碱与盐酸酸碱中和，使混合槽或触媒槽中的酸碱值大于PH7。在本专利技术分解装置一实施例中，其中传输管在混合槽及触媒槽之间形成回路，而四甲基氢氧化铵溶液、N(CH3)3ClOH、NH(CH3)3OH或氧化剂则经由传输管在混合槽以及触媒槽之间流动。附图说明图1为本专利技术一实施例的四甲基氢氧化铵溶液的分解方法的步骤流程图。图2为本专利技术一实施例的四甲基氢氧化铵溶液的分解装置的构造示意图。虽然已通过举例方式在图式中描述了本专利技术的具体实施方式，并在本文中对其作了详细的说明，但是本专利技术还允许有各种修改和替换形式。本专利技术的图式内容可为不等比例，图式及其详细的描述仅为特定型式的揭露，并不为本专利技术的限制，相反的，依据专利范围的精神和范围内进行修改、均等构件及其置换皆为本专利技术所涵盖的范围。【主要组件符号说明】：20四甲基氢氧化铵溶液的分解装置21混合槽211输入端22触媒槽221输入管23触媒24传输管。具体实施方式请参阅图1，为本专利技术一实施例的四甲基氢氧化铵溶液的分解方法的步骤流程图。如图所示，本专利技术所述的分解方法可包括步骤S101及S103。混合四甲基氢氧化铵溶液、氧化剂以及触媒，其中氧化剂包括次氯酸根或次氯酸盐，触媒用以吸附四甲基氢氧化铵溶液与氧化剂反应后所产生的氧原子，如步骤S101所示。本专利技术所述的四甲基氢氧化铵溶液包括四甲基氢氧化铵（TMAH，N(CH3)４OH）及水分子。在本专利技术一实施例中，四甲基氢氧化铵溶液可以是半导体制程所产生的含四甲基氢氧化铵的废水。本专利技术所述的触媒，可以是具有导电性，且不会与四甲基氢氧化铵溶液与氧化剂反应后所产生的氧原子产生化学反应的物质。在本专利技术一实施例中，触媒包括碳元素或活性碳，其中活性碳为本专利技术一较佳的实施例。活性碳具有较大的表面积，其吸附氧原子的效率及数量皆较佳，因此使用活性碳可提升本专利技术所述的分解方法的反应速率。四甲基氢氧化铵溶液、氧化剂以及触媒混合后，会产生氮气以及醇类，如步骤S103所示。具体来说，四甲基氢氧化铵溶液、氧化剂以及触媒混合后，会产生NH(CH3)3OH（三甲基氢氧化铵），而触媒则会吸附氧原子，例如四甲基氢氧化铵溶液与氧化剂反应产生NH(CH3)3OH及氧原子，而触媒则吸附四甲基氢氧化铵溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种四甲基氢氧化铵溶液的分解方法，其特征在于，所述四甲基氢氧化铵溶液的分解方法包括以下步骤：混合一四甲基氢氧化铵溶液、一氧化剂及一触媒，其中所述氧化剂包括一次氯酸根或一次氯酸盐，而所述触媒则吸附所述四甲基氢氧化铵溶液与所述氧化剂反应后所产生的一氧原子；及产生一氮气及一醇类。

【技术特征摘要】
1.一种四甲基氢氧化铵溶液的分解方法，其特征在于，所述四甲基氢氧化铵溶液的分解方法包括以下步骤：混合一四甲基氢氧化铵溶液、一氧化剂及一触媒，其中所述氧化剂包括一次氯酸根或一次氯酸盐，而所述触媒则吸附所述四甲基氢氧化铵溶液与所述氧化剂反应后所产生的一氧原子；及产生一氮气及一醇类。2.如权利要求１所述的分解方法，其特征在于，其中所述四甲基氢氧化铵溶液包括一四甲基氢氧化铵及一水分子。3.如权利要求２所述的分解方法，其特征在于，还包括以下步骤：所述四甲基氢氧化铵溶液、所述氧化剂以及所述触媒混合后，产生一NH(CH3)3OH；及所述触媒所吸附的所述氧原子、所述NH(CH3)3OH以及所述水分子反应产生所述氮气以及所述醇类。4.如权利要求２所述的分解方法，其特征在于，还包括以下步骤：混合所述四甲基氢氧化铵溶液及所述氧化剂，以产生一N(CH3)3ClOH；加入所述触媒，使所述触媒、所述N(CH3)3ClOH与所述水分子混合，并产生一NH(CH3)3OH，且所述触媒吸附所述N(CH3)3ClOH与所述水分子反应后所产生的所述氧原子；及所述触媒所吸附的所述氧原子、所述NH(CH3)3OH及所述水分子反应产生所述氮气以及所述醇类。5.如权利要求１所述的分解方法，其特征在于，还包括以下步骤：所述四甲基氢氧化铵溶液、所述氧化剂以及所述触媒混合后，产生一NH(CH3)3OH及一盐酸；及加入一碱，使所述碱与所述盐酸酸碱中和。6.如权利要求5所述的分解方法，其特征在于，其中所述碱为氢氧化钠。7.如权利要求１所述的分解方法，其特征在于，其中所述触媒包括碳元素或活性碳。8.如权利要求１所述的分解方法，其特征在于，其中所述触媒具导电性且不会与所述四甲基氢氧化铵溶液与所述氧化剂反应后产生的所述氧原子产生...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘定忠，
申请(专利权)人：刘定忠，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71