Determination of cations and amines in hydrogen peroxide by ion chromatography using a RFIC (reagent-free) system
Aplikace | 2017 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
Hydrogen peroxide (H₂O₂) je nezbytný oxidační prostředek při výrobě polovodičových a mikroobvodových zařízení. Pro zajištění kvality polovodičového stupně je nutné omezit koncentrace stopových cationtů pod 100 ppt a organických aminů pod 1 ppb. Přesná analýza těchto kontaminantů přispívá k vyšší spolehlivosti a výtěžnosti výroby integrovaných obvodů.
Cílem práce bylo vyvinout a ověřit metodu iontové chromatografie (IC) pro simultánní stanovení stopových cationtů (Li⁺, Na⁺, NH₄⁺, K⁺, Mg²⁺, Ca²⁺) a jednoduchých aminů (methylamin, ethylamin, dimethylamin, trimethylamin) v roztocích H₂O₂ na úrovni µg/L. Studie testuje novou kolonu Dionex IonPac CS17 v systému RFIC bez potřeby organického modifikátoru v elučním roztoku.
Analýza byla provedena na systému Thermo Scientific Dionex Reagent-Free Ion Chromatography (RFIC) sestaveném z:
Eluent: počáteční 0,8 mM metansulfonové kyseliny (MSA), plynulá zvýšení na 4 mM při 37 min a na 8 mM při 50 min. Vzorky H₂O₂ byly před analýzou ošetřeny platinnatým katalyzátorem pro rozklad peroxidu.
Nová CS17 kolona umožnila ostré a dobře rozlišené píky aminů bez organického modifikátoru. Kalibrace pro každou složku v rozsahu pod µg/L dosáhla koeficientu determinace r² > 0,99. Metodické detekční limity (MDL) se pohybovaly v rozmezí 0,005–0,33 µg/L podle analyty. Krátkodobá reprodukovatelnost (n=7) vykázala RSD < 9 % pro retenční časy a plochy píků. Analýza reálných vzorků H₂O₂ potvrdila přítomnost stopových cationtů ve všech třech testovaných vzorcích, přičemž aminy byly detekovány ve dvou vzorcích, zejména trimethylamin v desítkách ng/L.
Očekává se rozšíření RFIC metodiky o online monitorování čistoty procesních kapalin v reálném čase přímo ve výrobních linkách. Dalšími směry jsou integrace s hmotnostní spektrometrií pro potvrzení identity stopových sloučenin a vývoj menších kapilárních systémů pro snížení spotřeby elučního média.
Popsaná metoda RFIC na koloně IonPac CS17 prokázala vysokou citlivost, reprodukovatelnost a robustnost v simultánním stanovení stopových cationtů a aminů v hydrogen peroxidu. Eluční systém bez organických modifikátorů minimalizuje rušivé efekty a umožňuje spolehlivou kontrolu kvality polovodičových surovin.
Iontová chromatografie
ZaměřeníPrůmysl a chemie
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Hydrogen peroxide (H₂O₂) je nezbytný oxidační prostředek při výrobě polovodičových a mikroobvodových zařízení. Pro zajištění kvality polovodičového stupně je nutné omezit koncentrace stopových cationtů pod 100 ppt a organických aminů pod 1 ppb. Přesná analýza těchto kontaminantů přispívá k vyšší spolehlivosti a výtěžnosti výroby integrovaných obvodů.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem práce bylo vyvinout a ověřit metodu iontové chromatografie (IC) pro simultánní stanovení stopových cationtů (Li⁺, Na⁺, NH₄⁺, K⁺, Mg²⁺, Ca²⁺) a jednoduchých aminů (methylamin, ethylamin, dimethylamin, trimethylamin) v roztocích H₂O₂ na úrovni µg/L. Studie testuje novou kolonu Dionex IonPac CS17 v systému RFIC bez potřeby organického modifikátoru v elučním roztoku.
Použitá metodika a instrumentace
Analýza byla provedena na systému Thermo Scientific Dionex Reagent-Free Ion Chromatography (RFIC) sestaveném z:
- Stanice ICS-2500 včetně GP50 gradientního čerpadla a EG50 eluentního generátoru s cartridgem EGC-MSA
- Cation trap kolony CR-CTC a eluentního generátoru EGC-MSA
- Kolony Dionex IonPac CS17 (4×250 mm) s pojistnou kolonou CG17 (4×50 mm)
- Detektoru ED50A s potlačenou vodivostní detekcí CAES v recyklačním režimu
- Oven LC25 pro udržení teploty při 30 °C
Eluent: počáteční 0,8 mM metansulfonové kyseliny (MSA), plynulá zvýšení na 4 mM při 37 min a na 8 mM při 50 min. Vzorky H₂O₂ byly před analýzou ošetřeny platinnatým katalyzátorem pro rozklad peroxidu.
Hlavní výsledky a diskuse
Nová CS17 kolona umožnila ostré a dobře rozlišené píky aminů bez organického modifikátoru. Kalibrace pro každou složku v rozsahu pod µg/L dosáhla koeficientu determinace r² > 0,99. Metodické detekční limity (MDL) se pohybovaly v rozmezí 0,005–0,33 µg/L podle analyty. Krátkodobá reprodukovatelnost (n=7) vykázala RSD < 9 % pro retenční časy a plochy píků. Analýza reálných vzorků H₂O₂ potvrdila přítomnost stopových cationtů ve všech třech testovaných vzorcích, přičemž aminy byly detekovány ve dvou vzorcích, zejména trimethylamin v desítkách ng/L.
Přínosy a praktické využití metody
- Možnost simultánního stanovení cationtů a aminů v jednom rozboru bez organických modifikátorů
- Automatické generování eluentu elektrodialýzou zajišťuje vysokou přesnost a reprodukovatelnost
- Detekční limity v řádu sub-µg/L vyhovují přísným specifikacím polovodičového průmyslu
- Jednoduchá příprava vzorku s přímou velkou smyčkovou injekcí
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se rozšíření RFIC metodiky o online monitorování čistoty procesních kapalin v reálném čase přímo ve výrobních linkách. Dalšími směry jsou integrace s hmotnostní spektrometrií pro potvrzení identity stopových sloučenin a vývoj menších kapilárních systémů pro snížení spotřeby elučního média.
Závěr
Popsaná metoda RFIC na koloně IonPac CS17 prokázala vysokou citlivost, reprodukovatelnost a robustnost v simultánním stanovení stopových cationtů a aminů v hydrogen peroxidu. Eluční systém bez organických modifikátorů minimalizuje rušivé efekty a umožňuje spolehlivou kontrolu kvality polovodičových surovin.
Reference
- Kerth J., Rattmann C., Jensen D. GIT-Labor-Fachz. 2000, 44(11), 1324–1327.
- Thermo Fisher Scientific. Application Note 153: Monitoring for Trace Anion Contamination in the Extracts of Electronic Components.
- SEMI C30-06999. Specifications and Guidelines for Hydrogen Peroxide.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Industrial Ion Chromatography application note compendium
2020|Thermo Fisher Scientific|Příručky
Table of contents Overview Chemicals Materials Batteries Electronics Oil and Gas Biofuels Power Industrial Ion Chromatography application note compendium Industrial application note compendium Table of contents Materials There is a broad range of industrial applications that are ideally suited for…
Klíčová slova
biofuels, biofuelsbatteries, batterieselectronics, electronicsanions, anionscic, cicpower, poweroil, oilamines, aminescontents, contentschemicals, chemicalstrace, traceoverview, overviewtable, tablematerials, materialssulfuric
Using ion chromatography with electrospray ionization mass spectrometry for the determination of cations and amines in alkanolamine scrubbing solutions
2018|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
APPLICATION NOTE 72609 Using ion chromatography with electrospray ionization mass spectrometry for the determination of cations and amines in alkanolamine scrubbing solutions Authors Terri Christison and Jeffrey Rohrer Thermo Fisher Scientific, Sunnyvale, CA Goal To confirm identities of µg/L to…
Klíčová slova
dionex, dionexintegrion, integrionminutes, minutespump, pumpthermo, thermoscientific, scientificscrubbing, scrubbingsuppressor, suppressorisq, isqmodule, moduledea, deaselect, selectdegasser, degasserhpic, hpicvalve
Determination of Ammonia in Tobacco Smoke
2016|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Lipika Basumallick and Jeffrey Rohrer Thermo Fisher Scientific, Sunnyvale, CA, USA Appli cat i on N ote 1 0 5 4 Determination of Ammonia in Tobacco Smoke Key Words Ion Chromatography, Freebasing Nicotine, Dionex IonPac CS19 Column, Cigarette Goal To…
Klíčová slova
smoke, smokeammonium, ammoniumtobacco, tobaccoammonia, ammoniacigarette, cigaretteharmful, harmfuldionex, dionexmainstream, mainstreameluent, eluentthermo, thermomsa, msamethod, methodnicotine, nicotinescientific, scientificconstituents
Determination of trace cations in concentrated acids using AutoNeutralization pretreatment and ion chromatography
2017|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
APPLICATION NOTE 94 Determination of trace cations in concentrated acids using AutoNeutralization pretreatment and ion chromatography Authors Terri Christison and Jeff Rohrer Thermo Fisher Scientific, Sunnyvale, CA Keywords Dionex ICS-5000+, acid neutralization, ion chromatography, IC, chemical manufacturing, industrial plating, computer,…
Klíčová slova
dionex, dionexcsrn, csrnautoneutralization, autoneutralizationneutralizer, neutralizercation, cationwater, waterconcentrated, concentratedconductivity, conductivitydeionized, deionizedexternal, externalwaste, wastebackpressure, backpressureacid, acidmagnesium, magnesiumtrace