DE3228535C2 - Verfahren zur Reinigung von Siliciumtetrafluoridgas - Google Patents
Verfahren zur Reinigung von SiliciumtetrafluoridgasInfo
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Abstract
SiF ↓4-Gas, welches ein oder mehrere sauerstoffhaltige Silicofluoride, typifiziert durch die Formel (SiF ↓3) ↓2O, als Verunreinigung enthält, kann zu extrem hoher Reinheit gereinigt werden, indem ein Kontakt von SiF ↓4-Gas mit HF in Anwesenheit eines flüssigen Mediums herbeigeführt wird, das eine starke Affinität für Wasser besitzt, z.B. Schwefelsäure oder Phosphorsäure. Durch Reaktion mit HF werden Verunreinigungen wie (SiF ↓3) ↓2O, zu SiF ↓4 umgewandelt, während das flüssige Medium das bei der Reaktion gebildete Wasser absorbiert, so daß die Umkehrreaktion zwischen SiF ↓4 und H ↓2O unter Bildung von (SiF ↓3) ↓2O verhindert wird.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Slllciumtetrafluoridgas, das wenigstens ein sauerstoffhaltlges Silicofluorid, Insbesondere Hexafluorodlslloxan, als Verunreinigung enthält, durch Inkontaktbringen des
Slllclumtetrafluoridgases mit Fluorwasserstoff.
Slllciumtetrafluoridgas hoher Reinheit ist zur Herstellung von amorphem Slllclumhalbleitermaterlal geeignet,
wobei letzteres als vorteilhaftes Material für unterschiedliche elektronische Einrichtungen einschließlich photovoltalschen Zellenelementen angesehen wird.
fluorokleselsäure und gelartiger Kieselerde reagiert, wie dies durch die folgende Gleichung (1) angegeben 1st.
. von Wasser, die auf einer Metall- oder Glasoberfläche adsorbiert sind, oder mit Wasser, das In einem tonartigen
mineralischen Material wie Zeollth oder Kaolin enthalten ist, und zwar unter Bildung von Hexafluorodlslloxan,
wie dies durch die folgende Gleichung (2) angegeben ist:
3SiF4 + 2H2O -+ 2H2SiF6 + SiO2 (1)
2SiF, + H2O ->
(SiFb)2O + 2HF (2)
weise einer Glühentladungsmethode kann die Anwesenheit von Irgendwelchen sauerstoffhaltlgen Silicofluoriden, welche entweder eine Sl-O-Blndung oder eine Si-O-Si-Blndung autweisen, In dem Slllciumtetrafluoridgas
die mögliche Folge des Einbaus von Sl-O-Si-Bindungen In die gewünschte Sl-Sl-Netzwerkstruktur zur Folge
haben mit schädlichen Einflüssen auf die Eigenschaften des erhaltenen, amorphen Slliclums ah Halbleitermaterial.
4i/ Aus der US-PS 29 99 736 ist ein Verfahren zur Reinigung von Slliclumtetrafluorid von Borverbindungen, wie
z. B. Bortrlfluorld, bekannt. Dazu wird ein Strom von gasförmigem Slliclumtetrafluorid Im Gegenstrom mit
einem Strom von wasserfreiem flüssigem Fluorwasserstoff, der Xylol oder Mesitylen enthält, geführt, wobei das
zu entfernende Bortrlfluorld unter Bildung eines Komplexes in der Flüssigkeit absorbiert wird. Dieses Verfahren
1st nicht zur beinahe vollständigen Entfernung von sauerstoffhaltlgen Slllco-fluoriden aus dem Slllclumtetra
fluorldgas geeignet.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens der eingangs genannten Art, mit
dem die sauerstoffhaltlgen Silicofluoride beinahe vollständig zu Sillclumtetrafluorid umgewandelt werden
können.
Ausgehend von dem eingangs genannten Verfahren, wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Inkontakt-
5ii bringen des Slllclumtetrafluoridgases mit Fluorwasserstoff In Gegenwart von Schwefelsäure, Phosphorsäure,
Glycerin oder Ethylenglykol durchgeführt wird.
Das wesentliche Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Umwandlung der sauerstoffhaltlgen
Verunreinigung in uem Slllciumtetrafluoridgas zu Slliclumtetrafluorid, indem eine Reaktion der Verunreinigung
mit Fluorwasserstoff erzwungen wird und gleichzeitig die Reaktion zwischen Slliclumtetrafluorid und Wasser
5ς unterdrückt wird. Die bei der vorliegenden Reinigungsmethode vorgesehene Reaktion wird durch die folgende
Gleichung (3) dargestellt, bei welcher als sauerstoffhaltlges Slilcofluorid Hexafluorodlslloxan angegeben Ist:
(SiFj)2O + 2HF V=^ 2SiF4 + H2O (3)
<·" Die Reaktion gemäß Gleichung (3) Ist reversibel, und die Umkehrreaktion entspricht der nicht erwünschten
Reaktion gemäß Gleichung (2). Damit die Reaktion gemäß Gleichung (3) ausschließlich nach der rechten Seite
abläuft, 1st die Entfernung des durch die Reaktion gebildeten Wassers aus dem Reaktionssystem oder die Isolierung des Wassers von dem SiF4-GaS erforderlich. Bei dem erfindungsgemäßen Reinigungsverfahren dient
Schwefelsäure, Phosphorsäure, Glycerin oder Ethylenglykol, im folgenden als flüssiges Medium bezeichnet,
'ς dazu, In wirksamer Welse das In der angegebenen Reaktion gebildete Wasser zu absorbieren. In dem Reaktionssystem bleibt daher der Partlaidruck des Wassers In der Dampfphase auf einem extrem niedrigen Wert, so daß
die nicht erwünschte Umkehrreaktion kaum auftritt. Als Ergebnis solcher Effekte des stark hydrophilen, flüssigen Mediums bei dem erfindungsgemäßen Reinigungsverfahren wurde es möglich, SlF4-GaS In einem solchen
Ausmaß zu reinigen, daß (SlF3J2O oder irgendein anderes sauerstoffhaltiges Sllicofluorld durch IR-Absorptionsspektralanalyse
des gereinigten Gases nicht nachgewiesen werden kann.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutert:
Wenn SlF4-GaS besonders hoher Reinheit erhalten werden soll, 1st die Verwendung von Schwefelsäure oder
Phosphorsäure aufgrund ihrer relativ geringen Flüchtigkeit im Vergleich zur Verwendung van Glycerin oder
Ethylenglykol besonders bevorzugt. Da die Reinigungsbehandlung gemäß der Erfindung Üblicherwelse bei einer
relativ niedrigen Temperatur durchgeführt wird, beispielsweise bei Umgebungstemperatur, mit dem Ziel der
möglichst weiten Herabsetzung des Partialdruckes von Wasser In der Dampfphase in dem Reaktionssystem,
kann die Verwendung von Glycerin oder Ethylenglykol einen nicht ausreichenden Kontakt zwischen dem zu
reinigenden SlF4-GaS und dem HF als Folge der relativ hohen Viskosität flüssigen Mediums zur Folge haben.
Sowohl Schwefelsäure als auch Phosphorsäure besitzen eine sehr starke Affinität für Wasser und eine geringe
Flüchtigkeit und sind außerdem leicht Im technischen Maßstab zu handhaben und zu geringen Kosten erhältlich.
Für eine effiziente Absorption von Wasser 1st die Verwendung von entweder Schwefelsäure oder Phosphorsäure
von ausreichend hoher Konzentration vorteilhaft. Im Fall von Schwefelsäure ist es beispielsweise bevorzugt,
daß die Konzentration von H2SO4 in der Säure wenigstens 70 Gew.-% beträgt, erstens da die Reinigung
mit hoher Effektivität in diesem Fall durchgeführt werden kann und zweitens da die Löslichkeit von SiF4-GaS
In einer solchen konzentrierten Schwefelsäure ausreichend niedrig 1st.
Bei dem erfindungsgemäßen Reinigungsverfahren kann der Kontakt zwischen SlF4-GaS und HF In Anwesenheit
der genannten Wasser absorbierenden flüssigen Medien In verschiedener Welse durchgeführt werden.
Beispielsweise kann HF in dem flüssigen Medium zunächst gelöst werden, wobei dann die Relnlgungsbehandlung
durch einfaches Durchleiten des SiF4-Gases durch das flüssige Medium durchgeführt wird. Alternativ
können SiF4-GaS und HF-Gas gleichzeitig in reines flüssiges Medium eingeleitet werden. Weiterhin Ist es
möglich, einen Gegenstromkontakt zwischen dem SiF4-GaS und dem flüssigen Medium, welches HF enthält,
durchzuführen.
Die für die Durchführung der Reinigung erforderliche Menge an HF variiert In Abhängigkeit des Gehaltes an
sauerstoffhaltlgem Sillcofluorld in dem zu reinigenden SlF4-GaS. Es reicht aus, wenn die Menge an HF etwas
größer ist als die theoretische Menge gemäß Gleichung (3) 1st. Die Verwendung einer übermäßig großen Menge
an HF ist ungünstig, da dies eine beträchtliche Erhöhung des Partialdruckes von HF in der Reinigungapparatur
und damit auch in der abgegebenen Strömung eine beträchtliche Menge an HF aus der Apparatur zusammen
mit dem gereinigten SlF4-GaS ergibt, wodurch große Aufwendungen In der nachfolgenden Stufe der Abtrennung
von HF von dem SlF4-GaS erforderlich wären. Wenn Schwefelsäure oder Phosphorsäure verwendet wird, In der
HF In gelöster Form enthalten ist, 1st es üblicherweise vorteilhaft, wenn der HF-Gehalt In der Säure von etwa
0,1 bis etwa 1,5 Gew.-% beträgt. Jedoch sollte der HF-Gehalt in der Säure In angemessener Welse erhöht
werden, falls ein SiF4-GaS mit einem unüblich hohen Gehalt an einem oder mehreren sauerstoffhaltlgen Silicofluoriden
gereinigt werden soll. Im Fall der Durchführung des Reinigungsvorganges durch kontinuierliches
Durchleiten von SlF4-GaS durch das flüssige Medium, welches aufgelöst HF enthält, für lange Zelten, besteht
die Notwendigkeit der Ergänzung von HF in dem flüssigen Medium In geeigneten Zeitintervallen.
Die bei dem erfindungsgemäßen Reinigungsverfahren auftretende Reaktion läuft bei Umgebungstemperaturen
glatt ab, jedoch ist es möglich, gegebenenfalls das Reaktionssystem oder das flüssige Medium etwas zu erhitzen
oder abzukühlen. Im allgemeinen sind relativ niedrige Temperaturen günstig um sowohl den Partlaldruck von
HF als auch den Partlaldruck von H2O In der Dampfphase auf niedrigen Werten zu halten, jedoch sind relativ
hohe Temperaturen zur Förderung der beabsichtigten Reaktion etwas günstig. Unter Berücksichtigung des
Gesamteffektes und der Wirksamkeit des Reinigungsvorganges ist es vorteilhaft, eine Reaktionstemperatur Im
Bereich von etwa 0° C bis Umgebungstemperatur (Zimmertemperatur) anzuwenden.
Von einem im Labor hergestellten SlF4-GaS mit einem Gehalt an einer bestimmten Menge an (SlF3)j0 wurde
eine Probe gezogen und In einer 100 mm langen Gaszelle der IR-Spektrophotometrle unterzogen. Gaszellen der
gleichen Größe wurden In allen Beispielen verwendet. Im IR-Absorptionsspektrum dieses Gases betrug das logarlthmische
Verhältnis des Absorptlonspeaks bei 839 cm"1, der der Dehnungsschwingung von SiF3 Im (SlF3J2O
zugeschrieben ist, zu dem Absorptionspeak bei 2057 cm"1, der der Dehnungsschwingung von Sl-F Im SlF4 zugeschrieben
Ist, 0,121.
Mehrere Ansätze von Schwefelsäure mit unterschiedlicher H2SO4-Konzentration wurden zur Absorption einer
vorbestimmten Menge an wasserfreiem Fluorwasserstoff gebracht, um verschiedene Ansätze von Mischsäure der
In der folgenden Tabelle 1 angegebenen Zusammensetzungen zu erhalten.
Drei aus Polytetrafluorethylen hergestellte Gaswaschflaschen, welche als Reaktionsbehälter verwendet
wurden, wurden In Reihe geschaltet, um eine Reinigungsapparatur aufzubauen, und es wurden 130 g der aus
den zuvor genannten Ansätzen ausgewählten Mischsäure in jeden Reaktionsbehälter der Apparatur eingesetzt.
Bei dem ersten Versuch wurde die Mischsäure In der Apparatur auf Umgebungstemperatur (Zimmertemperatur)
belassen, und das zuvor genannte SlF4-GaS wurde kontinuierlich durch die Apparatur mit einer konstanten Strömungsgeschwindigkeit
von 4 l/h durchgeleitet, so daß ein ausreichender Kontakt mit der Mischsäure gegeben
war. Nach Ablauf von einer Stunde wurden von dem der Reinigungsbehandlung unterzogenen Gas am Austritt
des Reaktionsbehälters der dritten Stufe Proben abgenommen und der IR-Spektrophotometrle unterzogen. Bei
diesem Versuch wurden vier Durchläufe des beschriebenen Verfahrens unter Verwendung von vier unterschiedlichen
Ansätzen der Mischsäure durchgeführt. Die Ergebnisse dieser Versuche sind ebenfalls In Tabelle 1 angegeben.
Bei dem zweiten Versuch wurden vier Durchläufe einer Im allgemeinen vergleichbaren Arbeltswelse durchge-
führt, wobei jedoch die Mischsäure in der Apparatur bei jedem Durchlauf auf 0° C gekühlt gehalten wurde. In
der Tabelle 1 sind die Ergebnisse dieses zweiten Versuches ebenfalls aufgeführt.
Tabe'Je 1
| Zusammensetzung der | (Gew.-%) | H2O | Temperatur (0C) | IR-Absorptionspeak-Verhältnis | tViCh der |
| Mischsäure | HF | (SiF3)2O/SiF4 | Behandlung | ||
| H2SO, | 2,7 | vor der | 0,000 | ||
| 1,3 | 12,2 | Behandlung | 0,000 | ||
| 96,0 | 1,3 | 21,5 | 20 | 0,121 | 0,000 |
| 86,5 | 1,3 | 28,6 | 22 | 0,121 | 0,001 |
| 77,2 | 1,3 | 2,7 | 18 | 0,121 | 0,000 |
| 70,1 | 1,3 | 7,1 | 20 | 0,121 | 0,000 |
| 96,0 | 1,3 | 17,1 | 0 | 0,121 | 0,000 |
| 91,6 | 1,3 | 28,6 | 0 | 0,121 | 0,003 |
| 81,6 | 1,3 | 0 | 0,121 | ||
| 70,1 | 0 | 0,121 | |||
Die experimentellen Ergebnisse der Tabelle 1 zeigen, daß eine sehr wirksame Umwandlung von (SlFi)2O zu
SlF4 erzielt werden kann, wenn die Konzentration an H2SO4 in dem flüssigen Medium oberhalb etwa 70 Gew.-«
liegt, und daß ein extrem gutes Ergebnis erzielt werden kann, wenn das flüssige Medium einen Gehalt von
mehr als etwa 80 Gew.-* HiSO4 aufweist. Weiterhin 1st ersichtlich, daß fast gleich gute Ergebnisse erzielt
werden können, unabhängig davon, ob die Reaktion bei Umgebungstemperatur oder bei etwas niedrigeren
Temperaturen durchgeführt wird.
Als dritter Versuch zur Überprüfung des Effektes einer Veränderung des HF-Gehaltes in der als flüssiges
Medium verwendeten Mischsaure wurden welter; vier Durchlaufe im allgemeinen in Übereinstimmung mit der
zuvor beschriebenen Arbeitsweise des zweiten Versuches jedoch unter Verwendung unterschiedlicher Mischsäuren durchgeführt, weiche durch Auflösen einer unterschiedlichen Menge von HF in Schwefelsaure einer
bestimmten Konzentration hergestellt worden waren. Die Tabelle 2 zeigt die Zusammensetzung der bei diesem
Versuch verwendeten Mischsäuren und die Ergebnisse des Versuches.
| Zusammensetzung der | (Gew.-%) | H2O | Temperatur (0C) | IR-Absorptionspeak-Verhältnis | nach der |
| Mischsäure | HF | (SiF3)2O/SiF4 | Behandlung | ||
| H2SO4 | 2,7 | vor der | 0,000 | ||
| 1,3 | 3,2 | Behandlung | 0,001 | ||
| 96,0 | 0,75 | 3,5 | 0 | 0,121 | 0,016 |
| 96,0 | 0,48 | 3,8 | 0 | 0,121 | 0,077 |
| 96,0 | 0,16 | 0 | 0,121 | ||
| 96,0 | 0 | 0,121 | |||
5n Wie durch die Ergebnisse dieses Versuches gezeigt wird, reicht es Üblicherwelse zur Erzielung sehr hoher
Umwandlungen von (SlFj)2O zu SlF4 aus, daß eine Mischsäure auf Schwefelsäurebasis als flüssiges Medium
etwa 0,15 bis etwa 1,0 Gew.-% HF enthält.
Das In diesem Beispiel der Reinigung unterzogene SlF4-GaS besaß einen höheren Gehalt an (SiFs)2O als das In
Beispiel 1 verwendete SlF4-GaS. Durch IR-Spektrophotometrie wurde festgestellt, daß das logartthmische
Verhältnis des Absorptlonspeaks bei 829 cm"1, charakteristisch für (SlFj)2O, zu dem Absorptlonspeak bei 2057
cm"1, charakteristisch für SlF4, bei 0,236 lag.
w Es wurde eine Mischsäure hergestellt, Indem In konzentrierter Schwefelsäure wasserfreier Fluorwasserstoff
absorbiert wurde, so daß die erhaltene Mischsäure aus 96 Gew.-% H2SO4, 0,48 Gew.-% HF und 3,52 Gew.-96
Wasser bestand.
Es wurde die In Beispiel 1 beschriebene Apparatur verwendet, und 130 g der Mischsäure wurde in jede der
drei als Reaktionsbehälter eingesetzten Waschflaschen eingefüllt. Die Mischsäure In der Apparatur wurde auf
(o 100C gekühlt gehalten, und das SiF4-GaS wurde kontinuierlich durch die Apparatur mit einer konstanten Strömungsrate von 4 l/h durchgeleitet, so daß ein ausreichender Kontakt mit der Mischsäure auftrat. Nach Ablauf
von 1 Stunde wurden von dem behandelten Gas Proben am Auslaß eines jeden Reaktionsbehälters entnommen
und der IR-Spektrophotometrle unterzogen.
Im IR-Absorptlonsspektrum der Gasprobe, welche am Auslaß des Reaktionsbehälters der ersten Stufe abgenommen
worden war, betrug das logarithmische Verhältnis des Absorptlonspeaks bei 839 cm1 zum Absorptionspeak
bei 2057 cm"1 0,086, jedoch erniedrigte sich das Verhältnis der Absorptlonspeaks auf 0,031 im Absorptionsspektrum
der Gasprobe, welche am Auslaß des Reaktionsbehälters der zweiten Stufe entnommen worden
war, und erniedrigte sich welter auf 0,006 Im Absorptionsspektrum der Gasprobe, welche am Auslaß des Reaktionsbehälters
der dritten Stufe abgenommen worden war.
Das Reinigungsverfahren von Beispiel 2 wurde Im allgemeinen In gleicher Welse jedoch mit der Ausnahme
wiederholt, daß die Mischsäure in der Apparatur bei Zimmertemperatur (20° C) belassen wurde.
Nach Ablauf von 1 Stunde vom Start der kontinuierlichen Behandlung wurden von dem behandelten SlF4-Gas
Proben abgenommen und der IR-Absorptionsspektralanalyse unterzogen. Das IR-Absorptlonsspektrum der
am Auslaß des Reaktionsbehälters der ersten Stufe abgenommenen Probe zeigte ein logarithmisches Verhältnis
des Absorptlonspeaks bei 839 cm"1 zum Absorptlonspeak bei 2057 cm"1 von 0,059. Jedoch wurde kein Absorptlonspeak
bei 839 cm"1 In den Absorptionsspektren der übrigen Gasproben beobachtet, weiche am Auslaß der
Reaktionsbehälter der zweiten Stufe bzw. der dritten Stufe abgenommen worden waren, so daß das Absorptionspeak-Verhältnis
für diese Proben 0,000 war.
Aus einem Vergleich zwischen Beispiel 2 und Beispiel 3 1st ersichtlich, daß die Wirksamkeit der Reinigungsbehandlung höher wird, wenn die Behandlungstemperatur bei oder beinahe bei Zimmertemperatur liegt, verglichen
mit den Fällen der Anwendung niedrigerer Behandlungstemperaturen.
Das der Reinigung in diesem Beispiel unterzogene SiF4-GaS besaß einen noch höheren C, valt an (SlFs)2O als
das in den Beispielen 2 und 3 behandelte SiF4-GaS. Durch IR-Absorptionsspektralanalyse wi de gefunden, daß
das logarithmische Verhältnis des Absorptlonspeaks bei 839 cnr1 zum Absorptlonspeak bt: 2057 cm"1 0,628
betrug.
Es wurde eine Mischsäure hergestellt, indem in konzentrierter Schwefelsäure eine relativ große Menge an
wasserfreiem Fluorwasserstoff absorbiert wurde, so daß die erhaltene Mischsäure aus 96 Gew.-% H2SO4, 2,4
Gew.-w, HF und 1,6 Gew.-% H2O bestand.
Das SlF4-GaS wurde mit dieser Mischsäure nach der gleichen Methode und unter den gleichen Bedingungen
wie In Beispiel 3 behandelt.
Im IR-Absorptionsspektrum der am Auslaß des Reaktionsbehälters der ersten Stufe entnommenen Probe
betrug das logarithmische Verhältnis des Absorptlonspeaks bei 839 cm"1 zum Absorptlonspeak bei 2057 cm"1
0,075, und im Absorptionsspektrum der Gasprobe, welche am Auslaß des Reaktionsbehälters der zweiten Stufe
abgenommen worden war, lag das Verhältnis der Absorptionspeaks bei 0,006. Jedoch wurde kein Absorptlonspeak
bei 839 cm'1 im Absorptionsspektrum der am Auslaß des Behälters der dritten Stufe abgenommenen Gasprobe
gefunden.
Durch IR-Absorptionsspektralanalyse eines S1F4-Gases mit einem Gehalt an (SlF3J2O, wie es In diesem
Beispiel gereinigt wurde, wurde festgestellt, daß das logarithmische Verhältnis des Absorptionspeaks bei 839
cm-' zum Absorptionspeak bei 2057 crrr1 bei 0,357 lag.
Als flüssiges Medium wurde Phosphorsäure verwendet, welche einen P2O5-Gehalt von 69,5% aufwies. Die
Phosphorsäure wurde in zwei Reaktionsbehälter eingefüllt, diese wurden miteinander verbunden, um eine Zweistufenreinigungsapparaiur
zu bilden, und die Phosphorsäure in der Apparatur wurde bei Zimmertemperatur belassen.
Das SiF4-GaS wurde kontinuierlich in die Reinigungsapparatur mit einer konstanten Strömungsrate von
4 l/h eingeleitet, und gleichzeitig wurde HF-Gas in die gleiche Apparatur mit einer konstanten Strömungsrate
von 50 ml/h eingeleitet. Die Apparatur war derart angeordnet, daß sich die eingeführten Gase in der Phosphorsäure
unter Bildung von kleinen Bläschen gut verteilten.
Durch IR-Absorptionsspektralanalyse der am Auslaß des Reaktionsbehälters der zweiten Stufe abgenommenen
Gasprobe wurde gefunden, daß der Absorptionspeak bei 839 cm"' fast vernachlässigbar war, so daß angenommen
werden kann, daß die Reinigungsbehandlurig die praktisch vollständige Umwandlung des in dem Ausgangs-Si
F4-GaS enthaltenen (SiFj)2O zur Folge hatte.
Im IR-Absorptionsspektrum eines SlF4-Gases, das In diesem Beispiel der Reinigung unterzogen wurde, betrug
das logarithmische Verhältnis des Absorptionspeaks bei 839 cm"1 zum Absorptionspeak bei 2057 cnr1 0,133.
In Phosphorsäure mit einem Gehalt von 69,5* P2O5 wurde wasserfreier Fluorwasserstoff absorbiert, wobei
zwei Arten von Mischsäuren erhalten wurden, die erste Mischsäure enthielt 1,3 Gew.-% HF und die zweite
Mischsäure 0,8 Gew.-?., HF. Weiterhin wurden unter Verwendung von Phosphorsäure mit einem Gehalt von
59,3* PO5 und wasserfreiem Fluorwasserstoff zwei weitere Arten von Mischsäuren hergestellt, die eine Mischsäure
enthielt 1,3 Gew.-% HF und die andere Mischsäure 0,8 Gew.-% HF.
Unter abwechselnder Verwendung dieser vier Arten von Mischsäuren wurde SiF4-GaS mit einer konstanten
Strömungsrate von 4 l/h unter Anwendung der In den Beispielen 1 und 2 beschriebenen Methode und Appara-
tür behandelt. Für jede Mischsaure wurden zwei Durchlaufe der Reinigungsbehandlung durchgeführt, wobei die
Mischsaure In der Apparatur beim einen Durchlauf auf 0°C und bei dem anderen auf 18° C (Zimmertemperatur) gehalten wurde. Nach Ablauf von 1 Stunde nach dem Beginn eines jeden Durchlaufes wurde Gas am
Auslaß des Reaktlonsbehaiters der dritten Stufe als Probe abgenommen und der IR-Absorptlonsspektralanalyse
unterzogen.
In der Tabelle 3 sind die Reinigungsversuche dieses Beispiels und die Ergebnisse der IR-Absorptlonsspektralanalyse zusammengestellt.
|
Zusammensetzung der
Mischsäure (Gew.-%) H3PO4 HF (P2O5) |
1,3 | H2O | Temperatur (0C) |
IR-Absorptionspeak
(SiF3)2O/SiF4 vor der Behandlung |
-Verhältnis
nach der Behandlung |
| 95,9 (69,5) |
0,8 | 2,8 | 0 18 |
0,133 0,133 |
0,000 0,000 |
| 95,9 (69,5) |
1,3 | 3,3 | 0 18 |
0,133 0,133 |
0,003 0,000 |
| 81,9 (59,3) |
0,8 | 16,8 | 0 18 |
0,133 0,133 |
0,005 0,001 |
| 81,9 (59,3) |
17,5 | 0 18 |
0,133 0,133 |
0,011
0,006 |
|
| Beispiel 7 |
Es wurde ein fluorhaltlges flüssiges Medium durch Vermischen von 100 Gew.-Teilen Glycerin mit 1,5 Gew.-Tellen wasserfreiem Fluorwasserstoff hergestellt.
Es wurde die In Beispiel 1 verwendete Reinigungsapparatur eingesetzt, und 170 g des fluorhaltlgen flüssigen
Mediums wurden In jeden Reaktionsbehälter der Apparatur eingefüllt. Zur Erniedrigung der Viskosität des flüssigen Mediums in den Reaktionsbehältern wurde die Reinigungsapparatur In einen Tank mit konstanter Temperatur eingesetzt, in welchem die Temperatur auf 50° C gehalten wurde. In diesem Zustand wurde das In Beispiel
6 beschriebene SiF4-GaS kontinuierlich durch die Reinigungsapparatur mit einer konstanten Strömungsrate von
4 l/h durchgeleitet.
Nach Ablauf von 1 Stunde nach dem Beginn der Reinigungsbehandlung wurden Gasproben am Auslaß des
Reaktionsbehälters der dritten Stufe abgenommen und der IR-Absorptionsspektralanalyse unterzogen. Als
Ergebnis wurde gefunden, daß das logarithmische Verhältnis des Absorptlonspeaks bei 839 cm"1 zum Absorptionspeak bei 2057 crrr1 bei 0,077 lag, und daß diese Reinigungsbehandlung daher als effektiv bestätigt wurde.
Claims (2)
1. Verfahren zur Reinigung von SUlciumtetrafluoridgas, das wenigstens ein sauerstoffhaltlges Slilcofluorid,
Insbesondere Hexafluorodlslloxan, als Verunreinigung enthalt, durch Inkontaktbringen des SUiciumtetrafluoridgases mit Fluorwasserstoff, dadurch gekennzeichnet, daß das Inkontaktbringen in Gegenwart
von Schwefelsaure, Phosphorsäure, Glycerin oder Ethylenglykol durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Schwefelsäure eine mindestens 70 Gcw.-%lge
Schwefelsäure verwendet wird. _ . . _ .
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