Андрей Юрьевич Созин.
Нижний Новгород
Andrey Yu. Sozin.
Анатолий Павлович Котков.
Нижний Новгород
Anatoly P. Kotkov
Наталья Дмитриевна Гришнова.
Нижний Новгород
Natalia D. Grishnova.
Олег Сергеевич Аношин.
Нижний Новгород
Oleg S. Anoshin.
Алексей Игоревич Скосырев.
Aleksey I. Skosyrev.
Дмитрий Федорович Архипцев.
Нижний Новгород
Dmitry F. Arhiptsev.
Ольга Юрьевна Чернова.
Нижний Новгород
Olga Yu. Chernova.
Татьяна Геннадьевна Сорочкина.
Нижний Новгород
Tatyana G. Sorochkina.
Nizhny Novgorod
Методом хромато-масс-спектрометрии исследован примесный состав моносилана, полученного по реакции взаимодействия силицида магния с хлоридом аммония в среде жидкого аммиака. Для повышения надежности идентификации примесей наряду с чистыми образцами моносилана анализировали также его фракции, выделенные в процессе очистки методом низкотемпературной ректификации. Для разделения примесей постоянных газов, углеводородов C1 – C3, летучих неорганических гидридов, дисилана, алкилсиланов использовали капиллярную адсорбционную колонку GS-GasPro 60 м Ч 0,32 мм с модифицированным силикагелем, а для разделения примесей гомологов моносилана, силоксанов, алкилсиланов — колонку 25 м Ч 0,26 мм, df = 0,25 мкм с сорбентом политриметилсилилпропином (ПТМСП). Примеси идентифицировали путем сравнения их экспериментальных масс-спектров с данными базы NIST. В случае отсутствия масс-спектров определяемых веществ в базе данных или низкого совпадения их с библиотечными идентификацию проводили с использованием масс-спектров и времен удерживания, опубликованных в литературе. В моносилане идентифицированы примеси постоянных газов, диоксида углерода, углеводородов C1 – C3, летучих неорганических гидридов, гомологов моносилана, силоксанов, алкилсиланов. Примеси определяли в режиме мониторинга выделенных ионов по массовым числам, для которых соотношение сигнал/шум максимально. Концентрации примесей рассчитывали методом абсолютной градуировки по площадям пиков, а в случае отсутствия образцов сравнения определяли с использованием зависимости коэффициентов чувствительности детектирования этих примесей от полного сечения ионизации. Пределы обнаружения примесей составили 1 · 10–5 – 2 · 10–7 % мол. Правильность анализа подтверждали методом варьирования величины пробы. Приведены результаты определения примесей в моносилане после синтеза, в очищенном методом низкотемпературной ректификации и в выделенных фракциях со сконцентрированными выше- и нижекипящими примесями.
A method of chromato-mass spectrometry is used to study the impurity composition of monosilane obtained in the reaction of magnesium silicide with ammonium chloride in liquid ammonia. To improve the reliability of the impurity identification along with the study of pure monosilane samples we analyzed monosilane fractions isolated upon purification by low temperature rectification. To separate the impurities of permanent gases, hydrocarbons C1 – C3, volatile inorganic hydrides, disilane, and alkylsilanes we used an adsorption capillary column GS-GasPro 60 m × 0.32 mm with a modified silica gel. To separate the homologues of monosilane, siloxanes, and alkylsilanes we used a column 25 m × 0.26 mm, df = 0.25 μm with a polytrimethylsilylpropyne (PTMSP) sorbent. Identification of the impurities was performed by comparison of their experimental mass spectra with the NIST database. In the absence of the mass spectra of analytes in the NIST electronic database or a low coincidence of the spectra identification was performed using data of mass spectra and retention time published in the literature. The impurities of permanent gases, carbon dioxide, hydrocarbons C1 – C3, volatile inorganic hydrides, monosilane homologues, siloxanes, and alkylsilanes were identified in monosilane. Quantitative determination of the impurities was carried out in the mode of selective ion detection by the mass numbers having the maximum signal/noise ratio. Calculation of their concentrations was performed using a method of absolute calibration by the peak areas. The concentrations of the impurities in the lack of reference samples were determined using the dependence of the sensitivity coefficients of their detection on the magnitude of the total ionization cross sections. The detection limits of the impurities range within 1 × 10–5 — 2 × 10–7 % mol. The accuracy of the analysis was confirmed by the method of sample size variation. The results of determination of the impurities in monosilane after synthesis, in that purified by low temperature rectification, and in the isolated fractions with concentrated higher- and lower-boiling impurities.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.