四甲基氢氧化铵

一、基础信息

1. 化学标识

• 分子式：(CH₃)₄NOH（或 C₄H₁₃NO）

• 相对分子量：91.15

• CAS 号：75-59-2，EINECS 号：200-882-9

• 常见形态：无色结晶（常含 3、5 个结晶水，极易吸潮）或无色至淡黄色溶液（10%、25% 水 / 醇溶液）

2. 物理性质

• 熔点：63℃（五水合物）、68~71℃（结晶态）

• 沸点：约 110℃（分解），135~145℃完全分解气化

• 密度：0.866 g/cm³（25℃）

• 溶解性：易溶于水、乙醇，微溶于二甲基亚砜、二氯甲烷

• 其他：有微氨气味，室温下蒸汽压较低（17.5 mm Hg/20℃），折射率 1.384（20℃），1% 水溶液 pH 值为 12.9

二、化学性质

1. 强碱性：与苛性碱（如 NaOH）强度相当，是最强的有机碱之一，能与多种酸反应生成季铵盐。

2. 易反应性：在空气中迅速吸收二氧化碳生成碳酸盐，具有较强甲基化能力，酯化反应速度快。

3. 热不稳定性：135~145℃分解，产物为三甲胺、甲醇、二甲基醚，高纯品分解无残留，因此被称为 “暂时催化剂”（催化后可通过加热去除，无残渣污染）。

4. 不相容性：与强氧化剂、强酸发生反应，需避免混合存放。

三、制备方法

1. 氧化银法：以四甲基氯化铵为原料，与氧化银反应生成 TMAH。缺点是工艺复杂、原料昂贵，产品含卤素离子等杂质，仅适用于普通化工场景。

2. 电解法：

• 原料：四甲基氯化铵或四甲基碳酸氢铵。

• 原理：通过离子膜的选择透过性，使四甲基铵离子迁移至阴极室，与水分子分解产生的氢氧根结合生成 TMAH。

• 优点：产品纯度高、成本低，无环境污染，可满足电子领域的高纯度要求。

四、主要用途

1. 电子领域（核心应用）：用作半导体芯片、液晶面板光刻工艺的显影剂，集成电路板清洗剂，硅片 Si-SiO₂界面的各向异性腐蚀剂，以及 CMP 过程清洗剂。

2. 有机合成领域：作为有机硅（硅油、硅橡胶、硅树脂等）合成的催化剂，具有 “催化后易去除” 的优势；也用作聚酯类聚合物合成的催化剂、甲基化试剂。

3. 分析与提纯领域：极谱分析试剂，无灰碱（用于沉淀金属元素氢化物，提纯产品无残留）。

4. 其他领域：纺织、皮革、木材加工中的处理剂，电镀行业助剂等。

五、安全与防护

1. 毒性与危害

• 剧毒：成人口服致死剂量 250~1000mg；小鼠皮下 LD₅₀=19mg/kg，兔子静脉 LD₅₀=1mg/kg。

• 腐蚀性：对皮肤、眼睛、黏膜有强刺激和腐蚀作用，接触可导致灼伤。

• 吸入危害：引发喉、支气管炎症、痉挛，严重时导致化学性肺炎、肺水肿；进入人体后可能抑制呼吸肌，造成呼吸麻痹、脑部缺氧甚至死亡。

• 燃烧产物：燃烧释放有毒氮氧化物和氨气烟雾。

2. 安全操作要求

• 防护措施：佩戴耐酸碱手套、护目镜、防毒面具，穿防腐蚀防护服，操作环境需通风良好。

• 储存条件：密封防潮，低于 30℃通风干燥存放，与酸类、强氧化剂严格分开。

• 应急处理：皮肤 / 眼睛接触后立即用大量流动清水冲洗 15 分钟以上；吸入后转移至新鲜空气处，必要时吸氧；误食需立即催吐并就医。

3. 危险品分类：第 8 类腐蚀品，UN 运输编号 3286 3/PG 2，包装类别 II。