DE69815909T2

DE69815909T2 - Reinigungsmittel und Reinigungsverfahren für schädliche Gase

Info

Publication number: DE69815909T2
Application number: DE69815909T
Authority: DE
Inventors: Hideki Hiratsuka-shi Fukuda; Kenji Hiratsuka-shi Otsuka; Satoshi Hiratsuka-shi Arakawa; Hisao Hiratsuka-shi Koura
Original assignee: Japan Pionics Ltd
Current assignee: Japan Pionics Ltd
Priority date: 1997-02-26
Filing date: 1998-02-19
Publication date: 2004-05-27
Anticipated expiration: 2018-02-20
Also published as: EP0865814A2; KR19980071384A; DE69815909D1; JPH10235185A; EP0865814A3; TW460313B; EP0865814B1; KR100488091B1

Description

Hintergrund der Erfindung
(1) Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Reinigungsmittel für ein schädliches Gas und ein Verfahren zum Reinigen des schädlichen Gases. Insbesondere betrifft sie ein Reinigungsmittel für ein schädliches Hydridgas, welches bei der Herstellung eines Halbleiters verwendet wird, sowie ein Verfahren zum Reinigen des oben stehend genannten schädlichen Gases unter Verwendung des Reinigungsmittels.
2. Beschreibung der verwandten Fachgebiete
Mit der anhaltenden Entwicklung in der Halbleiterindustrie und der Flüssigkristallindustrie gab es in den letzten Jahren einen beständigen deutlichen Anstieg bei den Arten und Verwendungsmengen von Gasen der Hydridreihe, wie Arsin, Phosphin, Silan und Diboran, die in dem Verfahren der oben stehend genannten Industrien eingesetzt werden.
Diese Gase der Hydridreihe sind jeweils als Rohmaterialgas oder als Dotiergas in den Produktionsverfahren eines Silicium-Halbleiters, eines Verbindungshalbleiters und eines Flüssigkristalls unverzichtbar. Allerdings ist jedes der Gase hoch toxisch, und es ist vorgeschrieben, dass die Schwellenwerte im zeitgewichteten Mittel (TLV-TWA) 0,05 ppm für Arsin (AsH₃), 0,3 ppm für Phosphin (PH₃), 5 ppm für Silan (SiH₄) und 0,05 ppm für Diboran (B₂H₆) sein sollen.
Infolgedessen bringt ein schädliches Gas, das ein konzentriertes Gas der Hydridreihe wie oben stehend genannt enthält, wenn es in der Atmosphäre ausströmt, nicht nur die Gefahr der Umweltzerstörung, sondern auch eines tödlichen Unfalls, der zum Tod eines Menschen führt, mit sich. Angesichts des oben Gesagten ist es vor dem Ausströmenlassen eines schädlichen Gases in der Atmosphäre erforderlich, selbiges zu reinigen, so dass die Konzentration des Hydridgases in dem schädlichen Gas auf seine Schwellenwerte im zeitgewichteten Mittel im Höchstfall herabgesetzt wird.
Die Gaszylinder für jedes der oben genannten Gase der Hydridserie in einer Produktionsanlage eines Halbleiters oder eines Flüssigkristalls werden in der Regel in einer Weise eingesetzt, dass die Gaszylinder mit einer Gaszuführleitung verbunden sind, die zu einem Produktionsschritt der Produktionsanlage führt, in einem Zustand, wo sie in einem als Zylindergehäuse bezeichneten Behälter untergebracht sind. Es beherbergt die Zylinder für den Zweck, zu verhindern, dass beim Austreten des Gases das Gas direkt die Atmosphäre an der Außenseite verunreinigt. Es lässt sich jedoch nicht sagen, dass auf keinen Fall eine Gefahr besteht, dass das Gas in der Atmosphäre durch einen unerwarteten Unfall austritt, selbst wenn die Zylinder in einem solchen Zylindergehäuse untergebracht sind. Beim Auftreten eines derartigen Unfalls ist es unbedingt notwendig, dass das schädliche Gas sofort gereinigt wird. Es besteht ebenfalls die Gefahr des Austretens von Gas aus der Herstellungsapparatur und/oder der Gaszufuhrleitung in dem Produktionsschritt, wodurch die Umgebung des Produktionsortes verunreinigt wird. Daher ist es auch in diesem Fall unbedingt erforderlich, dass das schädliche Gas dringend gereinigt wird. Darüber hinaus ist ein Hydridgas in einem Abgas, das aus einem ein Hydridgas verwendenden Produktionsschritt abgeführt wird, enthalten, und folglich muss das darin enthaltene Gas vor der Abführung in die Atmosphäre gereinigt werden.
Sowohl ein Nassreinigungsverfahren als auch ein Trockenreinigungsverfahren sind als Verfahren zur Reinigung eines schädlichen Gases, das irgendeines dieser Gase der Hydridreihe als schädliche Komponente enthält, bekannt. Als Nassreinigungsverfahren sind ein Verfahren bekannt, in welchem ein Abgas der Hydridreihe mit einer Alkalilösung in Kontakt gebracht wird und anschließend mit UV-Strahlung zur Entfernung des Schadstoffs bestrahlt wird (JP-A-3 178 317), und ein Verfahren, in welchem ein Abgas der Hydridreihe mit einer Alkalilösung in Kontakt gebracht wird und danach Ultraschallwellen darauf einwirken gelassen werden zur Entfernung des Schadstoffs (JP-A-3 178 318), sowie die ähnlichen Verfahren. Als Trockenreinigungsverfahren sind ➀ ein Verfahren zur Entfernung der schädlichen Gaskomponente durch den Einsatz einer Wabenform, welche eine Verbindung aus einem Metall, wie Kupfer, Zink und Eisen, umfasst (JP-A-1 015 135) und ➁ ein Verfahren zur Entfernung der schädlichen Gaskomponente durch den Einsatz einer Form, welche Mangandioxid und Kupfer als Hauptkomponenten sowie eine Silberverbindung umfasst (EP-A-0 309 099 und JP-B-7 100 128) bekannt, Im Falle der Reinigung eines schädlichen Gases, wenn eine schädliche Gaskomponente, wie Arsin und Phosphin in die Atmosphäre aus einer Leitung oder einem Zylinder für das Gas oder die Apparatur, in welcher das Gas eingesetzt wird, austritt, ist es erforderlich, unverzüglich über eine hohe Strömungsrate einer solchen schädlichen Gaskomponente mit einem hohen Reinigungsvermögen zu verfügen. In diesem Fall enthält das zu entsorgende schädliche Gas häufig Feuchtigkeit, da das Gas der Hydridreihe, das in die Atmosphäre austritt, zusammen mit Luft gereinigt wird. Ferner ist es am Herstellungsort vom Standpunkt der Sicherheit erwünscht, die Reinigung in der Nähe der Produktionsapparatur durchzuführen. Außerdem ist es erforderlich, die Reinigungsapparatur größenmäßig zu verkleinern, um die Investitionskosten der Apparatur zu senken. Zudem stieg in jüngster Zeit die Menge des bei der Herstellung eines Halbleiters verwendeten Hydridgases beständig an und somit ist eine erhöhte Reinigungsleistung auch bei der Reinigung eines Hydridgas enthaltenden schädlichen Gases, das nach einer Verwendung in besagter Herstellung abgeführt wird, erforderlich.
Allerdings ist das oben stehend genannte Nassreinigungsverfahren mit den Problemen verbunden, dass eine Installation im größeren Maßstab erforderlich ist aufgrund des Erfordernisses einer Ultraschallwellen erzeugenden Einheit oder einer UV-Strahlung erzeugenden Einheit; Korrosion der Reinigungsapparatur aufgrund des Einsatzes einer Alkalilösung verursacht wird; ihre Reinigungsleistung schlecht ist; und ähnlichen Problemen. Andererseits ist das Verfahren ➀ in Bezug auf das Trockenreinigungsverfahren mit dem Problem verbunden, dass die Reinigungsleistung einer Verschlechterung durch die Feuchtigkeit in der Luft unterliegt, wodurch es unmöglich wird, das schädliche Gas in Gegenwart von Feuchtigkeit ausreichend zu reinigen. Zudem ist das Verfahren ➁ mit dem Problem verbunden, dass die Reinigungsleistung nicht ausreichend verbessert wird, obgleich sie nicht so leicht durch die Feuchtigkeit in der Luft infolge der Verwendung des aus Mangandioxid, Kupfer und Silber zusammengesetzten Reinigungsmittels beeinträchtigt wird.
Unter solchen Umständen bestand das starke Bestreben, sowohl ein Reinigungsmittel als auch ein Verfahren zum Reinigen eines ein Gas der Hydridreihe enthaltenden schädlichen Gases zu entwickeln, die eine verbesserte Reinigungsleistung mit einer Installation im kleineren Maßstab haben, ohne die Verschlechterung der Reinigungsleistung zu bewirken selbst bei Vorhandensein von Feuchtigkeit.
Zusammenfassung der Erfindung
Als ein Resultat intensiver Forschungen und Untersuchungen durch die Erfinder der vorliegenden Anmeldung, um die oben genannten Probleme zu lösen, fand man heraus, dass eine außergewöhnlich hohe Reinigungsleistung, die bisher unerwartet war, durch den Einsatz eines Reinigungsmittels erzielbar ist, welches Mangandioxid mit einer spezifischen Oberfläche nach dem BET-Verfahren von mindestens 150 m²/g und eine Silberverbindung umfasst oder Mangandioxid mit einer spezifischen Oberfläche nach dem BET-Verfahren von mindestens 150 m²/g, eine Silberverbindung und ein Kupferoxid umfasst. Die vorliegende Erfindung wurde durch die vorgenannten Erkenntnisse und Informationen bewerkstelligt.
Das heisst, die vorliegende Erfindung ist auf ein Reinigungsmittel gerichtet, das für den Zweck der Reinigung eines schädlichen Gases verwendet wird, das mindestens einen Vertreter, gewählt aus der Gruppe bestehend aus Arsin, Phosphin, Silan, Disilan, Trisilan, Diboran, Seleniumhydrid und Dichlorsilan enthält, wobei das Reinigungsmittel Mangandioxid mit einer spezifischen Oberfläche nach dem BET-Verfahren von mindestens 150 m²/g und eine Silberverbindung als Hauptkomponenten umfasst oder Mangandioxid mit einer spezifischen Oberfläche nach dem BET-Verfahren von mindestens 150 m²/g, eine Silberverbindung und Kupferoxid als Hauptkomponenten umfasst, Die vorliegende Erfindung ist weiter mit einem Verfahren zum Reinigen eines schädlichen Gases befasst, das mindestens einen Vertreter, gewählt aus der Gruppe bestehend aus Arsin, Phosphin, Silan, Disilan, Trisilan, Diboran, Hydrogenselenid und Dichlorsilan, enthält, durch Inkontaktbringen des schädlichen Gases mit einem Reinigungsmittel, welches Mangandioxid mit einer spezifischen Oberfläche nach dem BET-Verfahren von mindestens 150 m²/g und eine Silberverbindung als Hauptkomponenten umfasst oder Mangandioxid mit einer spezifischen Oberfläche nach dem BET-Verfahren von mindestens 150 m²/g, eine Silberverbindung und Kupferoxid als Hauptkomponenten umfasst.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die 1 ist eine schematische Zeichnung, die eine Gasreinigungsapparatur für ein Gas zeigt, das aus einem Zylindergehäuse als ein Beispiel der Ausführungsformen des Reinigungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung austritt.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Reinigungsmittel, welches Mangandioxid mit einer spezifischen Oberfläche nach dem BET-Verfahren von mindestens 150 m²/g und eine Silberverbindung als Hauptkomponenten umfasst, oder Mangandioxid mit einer spezifischen Oberfläche nach dem BET-Verfahren von mindestens 150 m²/g, eine Silberverbindung und ein Kupferoxid als Hauptkomponenten umfasst, und ebenso ein Reinigungsverfahren unter Verwendung des Reinigungsmittels.
Das in dem Reinigungsmittel und dem Reinigungsverfahren verwendete Mangandioxid ist Mangandioxid mit einer spezifischen Oberfläche nach dem BET-Verfahren von mindestens 150 m²/g (im Folgenden wird das Mangandioxid mit einer spezifischen Oberfläche nach dem BET-Verfahren von mindestens 150 m²/g als "Mangandioxid mit einer großen spezifischen Oberfläche" bezeichnet). Vorzugsweise besitzt das Mangandioxid mit einer spezifischen Oberfläche eine spezifische Oberfläche von mindestens 200 m²/g, insbesondere im Bereich von 200 bis 1000 m²/g. Mangandioxid mit einer spezifischen Oberfläche nach dem BET-Verfahren von weniger als 150 m²/g ist nicht in der Lage, eine hohe Reinigungsleistung zu leisten.
Ein Verfahren zur Herstellung des Mangandioxid mit einer großen spezifischen Oberfläche ist beispielhaft durch ein Syntheseverfahren angegeben, in welchem eine verdünnte wässrige Lösung von Kaliumpermanganat, eine verdünnte wässrige Lösung von Mangansulfat und konzentrierte Schwefelsäure durch Rühren unter Erwärmung vermischt werden.
Die Silberverbindung ist veranschaulicht durch Silberoxid (I), Silberoxid (II) und ein Silbersalz (I), wie ein anorganisches Säuresalz von Silber, ein organisches Säuresalz von Silber und ein halogeniertes Silber. Beispiele für das anorganische Säuresalz von Silber schließen Silbercarbonat, Silbernitrat, Silbernitrit, Silbersulfat, Silbersulfit, Silberchlorat, Silberperchlorat, Silberbromat, Silberiodat, Silberhydrogenphosphat, Silberphosphat, Silberpyrophosphat, Silbermetaphosphat, Silbertetrafluorborat und Silberhexafluorborat ein. Andererseits schließen Beispiele für das organische Säuresalz von Silber Silberacetat und Silberoxalat ein. Beispiele für das halogenierte Silber schließen Silberfluorid, Silberchlorid, Silberbromid und Silberiodid ein. Es kann jedwede der oben genannten Spezies allein oder in Kombination mit mindestens einer anderen verwendet werden. Unter den oben stehend veranschaulichten Silberverbindungen sind Silberoxid (I) und Silberoxid (II) besonders bevorzugt.
Durch Zusetzen einer der oben stehend genannten Silberverbindungen in dem Reinigungsmittel gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine ausreichende Reinigungsleistung ausgeübt werden, selbst unter der Bedingung, dass viel Feuchtigkeit vorliegt, wie in der Atmosphäre.
Durch die Verwendung des Reinigungsmittels, welches Mangandioxid mit einer großen spezifischen Oberfläche zusammen mit einer der Silberverbindungen umfasst, wird die Reinigungsleistung genügend verbessert, und auch durch Zusetzen eines der Kupferoxide wird die Reinigungsleistung noch weiter verbessert.
Das Kupferoxid, das für das Reinigungsmittel in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist beispielhaft angegeben durch Kupferoxid (I) und Kupferoxid (II), und jedes davon kann allein oder in Kombination miteinander verwendet werden.
Kupferoxid (I) kann durch ein elektrolytisches Syntheseverfahren hergestellt werden, in welchem wässrige Lösung von Kochsalz als Elektrolyt verwendet wird und Kupferplatten als Elektroden verwendet werden, doch ist Kupferoxid (I) mit einer Reinheit von nicht weniger als 92% bequem auf dem Markt erhältlich. Kupferoxid (II) kann durch Oxidieren von Kupferoxid (I) durch Erwärmen von selbigem erzeugt werden, indes ist Kupferoxid (II) mit einer Reinheit von nicht weniger als 95% bequem verfügbar auf dem Markt.
Im Hinblick auf das Zusammensetzungsverhältnis in dem Reinigungsmittel, welches das Mangandioxid mit einer großen spezifischen Oberfläche und die Silberverbindung umfasst, wird, wenn der Anteil der Silberverbindung unangemessen niedrig ist, keine ausreichende Reinigungsleistung erzielt, wohingegen dann, wenn der Anteil davon unangemessen hoch ist, das Reinigungsmittel teuer gemacht wird, womit es nicht die Reinigungsleistung im Verhältnis zu der davon zu verwendenden Menge erbringen kann. Angesichts des zuvor Gesagten ist das Verhältnis des Mangandioxid zu dem Silber in der Silberverbindung im Bereich in der Regel von 1 : (0,25 bis 0,001) bezogen auf das Gewicht, vorzugsweise 1 : (0,15 bis 0,005) bezogen auf das Gewicht.
In dem Fall, wo ein Kupferoxid dem Reinigungsmittel zugesetzt wird, liegt das Verhältnis des Mangandioxids zu dem Silber in der Silberverbindung im Bereich von üblicherweise 1 : (0,25 bis 0,001) bezogen auf das Gewicht, vorzugsweise 1 : (0,1 5 bis 0,005) bezogen auf das Gewicht; und das Verhältnis der Mischung zu dem Kupferoxid ist 1 : höchstens 10, vorzugsweise 1 : 1,2 oder weniger. Ein übermäßig hoher Anteil des Kupferoxids führt zu einer Abnahme der Reinigungsleistung.
Das Reinigungsmittel gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Formteil einer Mischung des Mangandioxids mit einer großen spezifischen Oberfläche und der Silberverbindung sein, oder ein Formteil einer Mischung des Mangandioxids mit einer großen spezifischen Oberfläche, der Silberverbindung und des Kupferoxids. Überdies kann das Reinigungsmittel ein Formteil des Mangandioxids mit einer großen spezifischen Oberfläche sein, auf welches die Silberverbindung zusätzlich aufgebracht wird, oder ein Formteil des Mangandioxids mit einer großen spezifischen Oberfläche und des Kupferoxids, auf welches die Silberverbindung weiter aufgebracht wird.
Eine Vielzahl an Verfahren ist als Verfahren zur Herstellung des Reinigungsmittels der vorliegenden Erfindung verfügbar. Diese Verfahren sind durch ein Verfahren erläutert, in welchem eine) Aufschlämmung oder Kuchen, der/die durch Zusetzen von Wasser zu einer vorläufigen Mischung des Mangandioxids, der Silberverbindung und des Kupferoxids in einem vorgeschriebenen Verhältnis und Rühren der resultierenden wasserhaltigen Mischung erhalten wird, unter Strangpressen geformt wird und auf die passende Länge zurechtgeschnitten wird zur Bildung von Pellets, und die resultierenden Pellets werden getrocknet zur Bildung des Reinigungsmittels; ein Verfahren, in welchem die oben stehend genannte Aufschlämmung oder der Kuchen zerstoßen bzw. zermahlen wird und das resultierende gemahlene Produkt einem Tablettierungsformen unterworfen wird, gefolgt von einem Trocknen zur Bildung des Reinigungsmittels; ein Verfahren, in welchem die oben stehend genannte Aufschlämmung oder der Kuchen zu der Form von Granulat geformt wird unter Einsatz einer Granulierungsmaschine, gefolgt von einem Trocknen zur Bildung des Reinigungsmittels. Von diesen Verfahren ist das Strangpressen für die Pelletisierung bevorzugt aus Sicht der Verarbeitbarkeit und der Leichtigkeit der Auswahl der Form, Gestalt und Größe des gewünschten Reinigungsmittels.
Im Falle der Herstellung des vorgenannten Formteils aus einem Ausgangsrohmaterial in der Form von Pulver, Aufschlämmung oder Kuchen kann ein Bindemittel hinzugesetzt werden, um die Formbarkeit oder die Formfestigkeit zu erhöhen. Es kann jedwedes anorganische Bindemittel und ein organisches Bindemittel als Bindemittel verwendet werden, und es wird dem pulverförmigen Rohmaterial zum Zeitpunkt der Herstellung des Reinigungsmittels zugesetzt und mit ihm geknetet. Die Menge des Bindemittels, das zugesetzt wird, variiert in Abhängigkeit von dem Anteil jeder der einzelnen Komponenten, den Formungsbedingungen etc. und kann daher nicht eindeutig spezifiziert werden. Die Menge davon, wenn sie unangemessen niedrig ist, führt dazu, dass die Wirkung des Bindemittels nicht eintritt, wohingegen dann, wenn sie unangemessen hoch ist, die Reinigungsleistung herabgesetzt wird. Angesichts des Vorhergesagten beträgt die Menge des Bindemittels, die verwendet wird, in der Regel 0,1 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 7 Gew.-% auf Basis des Gesamtgewichts des Reinigungsmittels.
Im Falle des Anhaftens und der Zusetzung der Silberverbindung an das Formteil des Mangandioxids oder an das Formteil des Mangandioxids und des Kupferoxids zur Herstellung des Reinigungsmittels ist jedwedes aus einem Nassverfahren und einem Trockenverfahren annehmbar. Das Nassverfahren wird durch ein Verfahren veranschaulicht, in welchem die Silberverbindung in der Form einer wässrigen Aufschlämmung zugesetzt wird und an dem Formteil anhaftet, und ein Verfahren, in welchem eine wasserlösliche Silberverbindung in das Formteil imprägniert wird. Das Trockenverfahren ist durch ein Verfahren veranschaulicht, in welchem die Silberverbindung in der Form von Pulver auf die gesamten Oberflächen des Formteils des Mangandioxids oder auf die gesamten Oberflächen des Formteils des Mangandioxids und des Kupferoxids zur Herstellung des Reinigungsmittels gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebracht wird.
Die Größe oder Gestalt des Reinigungsmittels unterliegt keiner speziellen Beschränkung, doch ist dessen Gestalt durch Kugeln, Säulen, Zylinder und Körnchen veranschaulicht. Die Größe davon ist 0,5 bis 10 mm Durchmesser im Falle einer sphärischen Form, vorzugsweise ungefähr 0,5 bis 10 mm im Durchmesser und ungefähr 2 bis 20 mm im Falle einer Säulenform, wie von Pellets und Tabletten, und ist ungefähr 0,84 bis 5,66 mm in einer Sieböffnung im Falle einer unregelmäßigen Form, von Granalien. Die Packungsdichte des Reinigungsmittels, wenn es in eine Reinigungssäule gepackt wird, variiert in Abhängigkeit von der Gestalt des Reinigungsmittels und liegt in der Regel in etwa im Bereich von 0,5 bis 2,0 g/m².
Es ist in der vorliegenden Erfindung möglich, das Reinigungsmittel in einem Bewegtbett oder einem Wirbelbett sowie einem ruhenden bzw. Festbett einzusetzen, doch wird es üblicherweise in einem Festbett eingesetzt. Das Reinigungsmittel wird in eine Reinigungssäule gepackt, wo das darin eingeführte schädliche Gas gereinigt wird, während es mit dem Reinigungsmittel in Kontakt gebracht wird.
Die Packungslänge des Reinigungsmittels im Falle eines Festbetts variiert in Abhängigkeit von der Strömungsrate des Gases, den Konzentrationen der schädlichen Komponenten in dem schädlichen Gas und dergleichen. Daher kann die Packungslänge nicht eindeutig spezifiziert werden, wird aber vom praktischen Standpunkt aus in der Regel auf 50 bis 500 mm eingestellt. Der Innendurchmesser der Reinigungssäule wird durch die Gasgeschwindigkeit durch die Reinigungssäule, den Druckverlust durch das Packbett, die Kontakteffizienz zwischen dem Gas und dem Packbett und dergleichen bestimmt.
Die Konzentrationen der schädlichen Komponenten in dem schädlichen Gas, das gemäß der vorliegenden Erfindung gereinigt werden kann, unterliegen keiner speziellen Beschränkung. Allerdings erhöht für den Fall, wo die schädlichen Komponenten eine hohe Konzentration haben, die durch die Reaktion zwischen dem Reinigungsmittel und den schädlichen Komponenten erzeugte Reaktionswärme in ungünstiger Weise die Temperatur und ist dadurch mit Gefahren verbunden. Es ist für den Fall, wo die schädlichen Komponenten eine hohe Konzentration aufweisen, bevorzugt, das schädliche Gas auf eine Konzentration von nicht höher als 1% durch Mischen von selbigem mit Luft, einem Inertgas, Wasserstoff etc. zu verdünnen.
Im Falle des Austretens eines Hydridgas enthaltenden schädlichen Gases aus einem Gaszylinder, einer Leitung oder einer Apparatur unter Verwendung eines Hydridgases, wird das ausgetretene schädliche Gas in der Regel mit einem Ansauggebläse verdünnt, welche zur Verdünnung installiert ist, und anschließend gereinigt.
Es ist ein weiterer Zweck der Installierung eines Gebläses, das schädliche Gas in der Reinigungssäule im Falle des Austretens der schädlichen Komponenten unter Druck weiterzuleiten.
Ein Gebläse mit einer Belüftungskapazität von ungefähr 5 bis 200 m³/min wird häufig für den vorgenannten Zweck eingesetzt. In dem Fall, wo ein solches Gebläse eingesetzt wird, wird die Konzentration der schädlichen Komponenten in dem schädlichen Gas, das aus der Reinigungssäule ausströmt, auf etwa 50 bis 1000 ppm gehalten, selbst im Falle der Verursachung einer so großen Menge an entweichendem Gas, dass ein auf dem Markt erhältlicher Gaszylinder während eines Zeitraums von 5 bis 1 0 Minuten geleert wird.
Wie zuvor beschrieben, wird das die schädlichen Komponenten enthaltende schädliche Gas in der Form einer Mischung mit einer großen Menge an Luft in der vorliegenden Erfindung gereinigt und folglich wird die vorliegende Erfindung in vielen Fällen unter denselben Bedingungen, wie einer normalen Umgebung in der Atmosphäre, das heisst bei einer relativen Feuchtigkeit von 30 bis 100% in der Praxis durchgeführt. Selbst in einem solchen Foll, wo Feuchtigkeit enthalten ist, kann das die schädlichen Komponenten enthaltende schädliche Gas ausreichend gereinigt werden, ohne durch das Kohlendioxidgas etc. in der Luft beeinflusst zu werden.
Jede der Komponenten des schädlichen Gases wird in einen Gaszylinder in der Regel in einem Zustand der Verdünnung mit einem solchen Gas wie Stickstoff und Argon gefüllt, und folglich wird es der Produktionsapparatur für einen Halbleiter oder einen Flüssigkristall, die sich ebenfalls im Zustand der Verdünnung mit einem solchen Gas, wie Stickstoff und Argon, befinden, zugeführt. Infolgedessen liegt das Stickstoff- oder Argongas gleichzeitig mit der schädlichen Komponente zum Zeitpunkt des Austretens vor, doch die Reinigungsleistung gemäß der vorliegenden Erfindung wird nicht verringert selbst bei Vorhandensein eines solchen Gases.
Die Temperatur, bei welcher die schädliche Gaskomponente mit dem Reinigungsmittel in Kontakt gebracht wird, liegt in der Regel im Bereich von 0 bis 90°C, vorzugsweise um Raumtemperatur (10 bis 40°C), wodurch kein Erwärmen oder Abkühlen erforderlich ist. Es versteht sich von selbst, dass die Temperatur nach dem Beginn des Kontakts zwischen diesen einen Temperaturanstieg entsprechend der Konzentration der schädlichen Gaskomponente anzeigt, jedoch wird die Reinigungsleistung nicht dadurch vermindert.
Die Strömungsgeschwindigkeit des schädlichen Gases unterliegt keiner speziellen Beschränkung, doch im Falle der Reinigung eines ausgetretenen schädlichen Gases fällt die Strömungsgeschwindigkeit in einen Bereich von etwa 0,3 bis 1,5 m/s bezüglich der linearen Oberflächengeschwindigkeit (LV). Im Falle der Reinigung eines aus einem Herstellungsschritt abgeführten schädlichen Gases fällt die Strömungsgeschwindigkeit in einen Bereich von etwa 0,01 bis 0,5 m/s bezüglich der linearen Oberflächengeschwindigkeit (LV).
Obwohl der Druck, bei welchem die schädliche Gaskomponente mit dem Reinigungsmittel in Kontakt gebracht wird, für gewöhnlich Atmosphärendruck ist, ist es möglich, die Reinigungsapparatur bei vermindertem Druck oder unter Druck zu betreiben. Die Kontaktzeit beträgt in der Regel mindestens 0,01 s, vorzugsweise mindestens 0,025 s. Eine Kontaktzeit von kürzer als 0,01 s führt manchmal zu dem Versagen, eine ausreichende Reinigungsleistung zu erzielen.
Ein Beispiel der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist in 1 gezeigt.
Eine Reinigungssäule 1, welche ein Reinigungsmittel in ihrem Packungsabschnitt 2 enthält, wird über ein Belüftungsrohr 6 zwischen einem Zylindergehäuse 4, welches einen Gaszylinder 3 beinhaltet und einem Gebläse 5 zur Verwendung für den Zweck des kontinuierlichen Ansaugens der Luft in dem Zylindergehäuse 4 und zum Belüften von selbigem, installiert. Im Falle des Austretens des Gases aus dem Gaszylinder 3, der in dem Zylindergehäuse 4 untergebracht ist, wird das Gebläse 5, das auf der stromabwärts gelegenen Seite der Reinigungssäule 1 installiert ist, in einen Hochströmungs-Betriebsmodus geschaltet. Dadurch wird das ausgetretene schädliche Gas in die Reinigungssäule 1 über das Belüftungsrohr 6 zusammen mit einer großen Menge an Luft, die durch eine Lufteinführöffnung 7 angesaugt wird, eingeleitet. Auf diese Weise wird das schädliche Gas in der Reinigungssäule 1 gereinigt, um zu einem unschädlichen Gas umgewandelt zu werden, das im Anschluss in die Atmosphäre ausströmt.
Das Reinigungsmittel und das Reinigungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung sind zum Reinigen eines schädlichen Gases, das mindestens einen Vertreter, gewählt aus der Gruppe bestehend aus Arsin, Phosphin, Silan, Disilan, Trisilan, Diboran, Hydrogenselenid und Dichlorsilan, enthält, wirksam.
Gemäß dem Reinigungsmittel der vorliegenden Erfindung kann durch den Einsatz eines spezifischen Mangandioxids mit einer spezifischen Oberfläche nach dem BET-Verfahren von mindestens 150 m²/g eine extrem hohe Reinigungsleistung gesichert werden, die aus dem herkömmlichen Reinigungsmittel, welches die vorausgehenden Mangandioxid, Kupferoxid und Silberoxid umfasst, niemals vorhersehbar war. Desgleichen wird es gemäß dem Reinigungsverfahren der vorliegenden Erfindung ermöglicht, die Reinigungsapparatur zu miniaturisieren unter Verzicht auf eine Erwärmungs- oder Kühlanlage aufgrund der Tatsache, dass sie eine ausreichende Reinigungsleistung selbst bei etwa Raumtemperatur besitzt.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung ausführlicher beschrieben unter Bezugnahme auf Vergleichsbeispiele und Arbeitsbeispiele, die aber nicht die vorliegende Erfindung auf diese einschränken sollen.
Beispiel 1
Herstellung von Mangandioxid
Einer wässrigen Lösung von 398 g Kaliumpermanganat in 12,5 kg Wasser wurde bei 70°C die gemischte Lösung von 8,46 kg von 3 Gew.-% einer wässrigen Lösung von Mangansulfat und 144 g Schwefelsäure rasch zugegeben, um die gemischte Lösung zum Reagieren zu bringen. Das so gebildete Präzipitat wurde bei 90°C 3 Stunden lang umgerührt, danach filtriert, dreimal gewaschen mit 25 kg entionisiertem Wasser und wieder filtriert unter Erhalt von 1200 g Mangandioxid in der Form eines Kuchens. Das so gebildete Mangandioxid in der Form eines Kuchens wurde bei 90°C 12 Stunden lang unter Erhalt von 360 g Mangandioxid in der Form eines Pulvers getrocknet. Eine Messung der spezifischen Oberfläche nach dem BET-Verfahren des resultierenden Mangandioxids in der Form von Pulver wurde mittels eines Oberflächen- und Porengrößen-Analysengeräts (Autosorb 3 B, hergestellt von Yuasa Ionics Co., Ltd.) durchgeführt. Das Resultat war 245 m²/g.
Herstellung von Silberoxid (II)
Silbernitrat in einer Menge von 102 g wurde in Wasser gelöst. Getrennt wurden 90 g Ätznatron und 88 g Kaliumpersulfat jeweils in 200 g entionisiertem Wasser, das auf 85°C erwärmt wurde, unter Rühren gelöst. Während die gemischte Lösung weiter erwärmt und umgerührt wurde, wurde die oben stehend hergestellte wässrige Lösung von Silbernitrat tropfenweise hinzugegeben, um Präzipitat abzuscheiden. Das resultierende Präzipitat wurde einer Dekantierung und einem Waschen mit Wasser wiederholt unterworfen, und im Anschluss unter Vakuum bei 100°C für 3 Stunden unter Bildung von 70 g Silberoxid (II) in der Form von Pulver getrocknet.
Herstellung von Reinigungsmittel
Zu 340 g Mangandioxid in der Form eines Pulvers wurden 40 g Silberoxid (II), 20 g pulverförmiges Aluminiumoxid und 150 g Wasser hinzugegeben, und die resultierende Mischung wurde geknetet. Der so gebildete gemischte Kuchen wurde mittels eines Extruders stranggepresst unter Erhalt eines Formprodukts von 1,6 mm Durchmesser. Das resultierende stranggepresste Formprodukt wurde in Pellets von etwa 3 bis 5 mm Länge geschnitten, die unter Erwärmen bei 90°C während 12 Stunden mittels eines Trockners getrocknet wurden unter Erhalt von 395 g eines Reinigungsmittels A mit einem Silbergehalt von 8,8 Gew.-%.
Test der Reinigungsleistung
Das resultierende Reinigungsmittel A wurde in eine Reinigungssäule aus Quarz mit einem Innendurchmesser von 19 mm gepackt, um so eine Packungslänge von 100 mm (Packungsmenge 28,3 ml, 22,6 g) zu bilden. Danach wurde das Reinigungsmittel A einem Leistungstest unterzogen durch Hindurchleiten der Luft bei einer Temperatur von 25°C bei einer relativen Feuchtigkeit von 60%, welche 500 ppm Phosphin enthielt, bei einer Strömungsrate von 12,7 l/min (entspricht einer linearen Oberflächengeschwindigkeit in der Säule LV von 75 cm/s). Von einem Teil des Gases am Auslass der Reinigungssäule wurden kontinuierlich Proben genommen mit Hilfe eines Gasdetektors (Modell Nr. HD-1, hergestellt von NIPPON SANSO CORPORATION). Gleichzeitig erfolgte eine Messung der Zeitspanne, bis die Konzentration des Phosphins in dem gereinigten Auslassgas auf bis 28 ppb (tatsächliche Behandlungszeit) anstieg, um die Menge des Phosphingases, ausgedrückt als reines Phosphin, zu bestimmen, welches pro 1 Liter des Reinigungsmittels (Reinigungsleistung) entfernt wurde. Das Resultat ist in Tabelle 1 angegeben.
Beispiel 2
Herstellung von Mangandioxid
Einer wässrigen Lösung von 398 g Kaliumpermanganat in 6 kg Wasser wurde bei 70°C die gemischte Lösung von 4,23 kg von 6 Gew.-% einer wässrigen Lösung von Mangansulfat und 144 g Schwefelsäure rasch zugegeben, um die gemischte Lösung zum Reagieren zu bringen. Das so gebildete Präzipitat wurde bei 90°C 3 Stunden lang umgerührt, danach filtriert, dreimal gewaschen mit 12,5 kg entionisiertem Wasser und wiederum filtriert unter Erhalt von 1197 g Mangandioxid in der Form eines Kuchens. Das so gebildete Mangandioxid in der Form eines Kuchens wurde bei 90°C 12 Stunden lang unter Erhalt von 358 g Mangandioxid in der Form eines Pulvers getrocknet. Eine Messung der spezifischen Oberfläche des resultierenden Mangandioxids in der Form von Pulver nach dem BET-Verfahren wurde mittels eines Oberflächen- und Porengrößen-Analysengeräts (Autosorb 3 B, hergestellt von Yuasa Ionics Co., Ltd.) durchgeführt. Das Resultat war 183 m²/g.
Herstellung des Reinigungsmittels und Test der Reinigungsleistung
Zu 340 g Mangandioxid in der Form eines Pulvers mit einer spezifischen Oberfläche nach dem BET-Verfahren von 183 m²/g wurden 40 g Silberoxid (II), die in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt wurden, 20 g pulverförmiges Aluminiumoxid und 150 g Wasser hinzugegeben und die resultierende Mischung wurde geknetet. Im Anschluss wurde die Verfahrensweise in Beispiel 1 wiederholt, um 390 g eines Reinigungsmittels B herzustellen.
Das so erhaltene Reinigungsmittel B wurde dem Test der Reinigungsleistung in derselben Weise wie in Beispiel 1 unterzogen. Das Resultat ist in Tabelle 1 angegeben.
Vergleichsbeispiel 1
Die Verfahrensweise in Beispiel 1 wurde wiederholt, um ein Reinigungsmittel C herzustellen, mit der Ausnahme, dass Mangandioxid verwendet wurde (garantierte Güteklasse, hergestellt von Kanto Chemical Co., Ltd.), welches einer Messung der spezifischen Oberfläche nach dem BET-Verfahren mit Hilfe eines Oberflächen- und Porengrößen-Analysengeräts (Autosorb 3 B, hergestellt von Yuasa Ionics Co., Ltd.) unterzogen wurde, die als Ergebnis 48 m²/g ergab. Das so erhaltene Reinigungsmittel C in einer Menge von 387 g wurde dem Test der Reinigungsleistung unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 unterworfen. Das Ergebnis ist in Tabelle 1 angegeben.
Vergleichsbeispiel 2
Herstellung von Mangandioxid
Einer wässrigen Lösung von 398 g Kaliumpermanganat in 1,25 kg Wasser wurde bei 70°C die gemischte Lösung von 846 g von 3 Gew.-% einer wässrigen Lösung von Mangansulfat und 144 g Schwefelsäure rasch zugegeben, um die gemischte Lösung zum Reagieren zu bringen. Das so gebildete Präzipitat wurde bei 90°C 3 Stunden lang umgerührt, danach filtriert, dreimal gewaschen mit 2,5 kg entionisiertem Wasser und wiederum filtriert unter Erhalt von 1100 g Mangandioxid in der Form eines Kuchens. Das so gebildete Mangandioxid in der Form eines Kuchens wurde bei 90°C 12 Stunden lang unter Erhalt von 358 g Mangandioxid in der Form eines Pulvers getrocknet. Eine Messung der spezifischen Oberfläche des resultierenden Mangandioxids in der Form von Pulver nach dem BET-Verfahren wurde mittels eines Oberflächen- und Porengrößen-Analysengeräts (Autosorb 3 B, hergestellt von Yuasa Ionics Co., Ltd.) durchgeführt. Das Resultat war 124 m²/g.
Herstellung von Reinigungsmittel und Test der Reinigungsleistung Die Verfahrensweise in Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass 340 g des oben stehend hergestellten Mangandioxids in der Form eines Pulvers mit einer spezifischen Oberfläche nach dem BET-Verfahren von 124 m²/g verwendet wurden. Als Ergebnis wurden 392 g Reinigungsmittel D erhalten.
Anschließend wurde der Test der Reinigungsleistung des so erhaltenen Reinigungsmittels D in derselben Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt. Das Ergebnis ist in Tabelle 1 angegeben.
Tabelle 1
Beispiele 3 & 4
Das Reinigungsmittel A, dasselbe wie in Beispiel 1, wurde in jede von zwei Reinigungssäulen aus Quarz jeweils mit einem Innendurchmesser von 19 mm gepackt, um eine Packungslänge von 100 mm zu erzeugen (Packungsmenge 28,3 ml, 22,6 g). Danach wurden Messungen der jeweiligen tatsächlichen Behandlungszeit durchgeführt zur Bestimmung der Reinigungsleistung in derselben Weise wie in Beispiel 1, indem man die Luft bei einer Temperatur von 25°C bei einer relativen Feuchtigkeit von 60%, die Phosphin mit 1000 ppm (Beispiel 3) oder 100 ppm (Beispiel 4) enthielt, mit einer Strömungsrate von 12,7 l/min (entspricht einer linearen Oberflächengeschwindigkeit in der Säule von 75 cm/s) durch die Säulen strömen lässt. Die Resultate sind in Tabelle 2 angegeben.
Beispiel 5
Die Verfahrensweise in Beispiel 1 wurde unter Verwendung des Reinigungsmittels A zur Messung der tatsächlichen Behandlungszeit und der Reinigungsleistung wiederholt, mit der Ausnahme, dass die Messung erfolgte, indem man die Luft, die 500 ppm Phosphin enthielt, mit einer Strömungsrate von 20,4 l/min hindurchströmen lässt (entspricht einer linearen Oberflächengeschwindigkeit in der Säule von 120 cm/s). Die Resultate sind in Tabelle 2 angegeben.
Tabelle 2
Beispiele 6 bis 11
Das Reinigungsmittel A, dasselbe wie in Beispiel 1, wurde in jede von sechs Reinigungssäulen aus Quarz jeweils mit einem Innendurchmesser von 19 mm gepackt, um eine Packungslänge von 100 mm zu erzeugen (Packungsmenge 28,3 ml, 22,6 g). Danach wurde das Reinigungsmittel getestet, indem man die Luft, die Arsin (Beispiel 6), Silan (Beispiel 7), Disilan (Beispiel 8), Trisilan (Beispiel 9), Diboran (Beispiel 10) und Hydrogenselenid (Beispiel 11) enthält, jeweils in einer Konzentration von schädlichem Gas von 500 ppm, mit einer Strömungsrate von 12,7 l/min (entspricht einer linearen Oberflächengeschwindigkeit in der Säule von 75 cm/s) durch jede der Säulen strömen lässt. Von einem Teil des Gases am Auslass jeder der Reinigungssäulen wurden kontinuierlich Proben genommen mit Hilfe eines Gasdetektors (Modell Nr. HD-1, hergestellt von NIPPON SANSO CORPORATION) für Arsin und eines Detektors (Modell TG-XA, hergestellt von Bionics Instruments Co., Ltd.) für Silan, Disilan, Trisilan, Diboran und Hydrogenselenid. Gleichzeitig erfolgten Messungen der Zeitspanne, bis die Konzentration des gereinigten Auslassgases auf 22 ppb für Arsin, 5 ppm für Silan, 1 ppm für Disilan und Trisilan, 0,1 ppm für Diboran und 0,05 ppm für Hydrogenselenid angestiegen war (tatsächliche Behandlungszeit). Die Resultate sind in Tabelle 3 angegeben.
Vergleichsbeispiel 3
Das Reinigungsmittel C, dasselbe wie es im Vergleichsbeispiel 1 verwendet wurde, wurde in dieselbe Reinigungssäule wie in Beispiel 1 gepackt. Auf diese Weise wurde eine Messung der tatsächlichen Behandlungszeit durchgeführt, um die Reinigungsleistung auf dieselbe Weise wie in den Beispielen 6 bis 11 zu bestimmen, indem man die Luft, die Arsin in einer Konzentration von 500 ppm enthielt, mit einer Strömungsrate von 12,7 l/min (entspricht einer linearen Oberflächengeschwindigkeit in der Säule von 75 cm/s) durch diese strömen lässt. Die Resultate sind in Tabelle 3 angegeben.
Tabelle 3
Beispiele 12 & 13
Zu 320 g Mangandioxid in der Form von Pulver und 20 g Silberoxid (II), die in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt worden waren, wurden 20 g Aluminiumoxid in der Form von Pulver und 150 g Wasser zugegeben, und die resultierende Mischung wurde geknetet. Der so erhaltene gemischte Kuchen wurde mittels eines Extruders stranggepresst unter Erhalt eines Formprodukts von 1,6 mm Durchmesser. Das erhaltene stranggepresste Formprodukt wurde in Pellets von ungefähr 3 bis 5 mm Länge geschnitten, die unter Erwärmung bei 90°C während 12 Stunden mittels eines Trockners getrocknet wurden unter Erhalt von 352 g eines Reinigungsmittels E mit einem Silbergehalt von 4,9 Gew.-%. Im Anschluss wurde die oben stehend genannte Verfahrensweise wiederholt, mit der I Ausnahme, dass 4 g Silberoxid (II) an Stelle von 20 g von selbigem verwendet wurden. Als Resultat wurden 329 g eines Reinigungsmittels F mit einem Silbergehalt von 1,0 Gew.-% erhalten. Die resultierenden Reinigungsmittel E & F wurden dem Test der Reinigungsleistung in derselben Weise wie in Beispiel 1 unterzogen. Die Resultate sind in Tabelle 4 angegeben.
Beispiel 14
Zu 320 g Mangandioxid in der Form von Pulver, das in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt wurde, wurden 35 g Silberoxid (I) (garantierte Güteklasse, hergestellt von Kanto Chemical Co., Ltd.), 20 g Aluminiumoxid in der Form von Pulver und 150 g Wasser zugegeben, und die resultierende Mischung wurde geknetet. Der so erhaltene gemischte Kuchen wurde mittels eines Extruders stranggepresst unter Erhalt eines Formprodukts von 1,6 mm Durchmesser. Das erhaltene stranggepresste Formprodukt wurde in Pellets von ungefähr 3 bis 5 mm Länge geschnitten, die unter Erwärmung bei 90°C während 12 Stunden mittels eines Trockners getrocknet wurden unter Erhalt von 370 g eines Reinigungsmittels G mit einem Silbergehalt von 8,7 Gew.-%. Danach wurde das so erhaltene Reinigungsmittel G dem Test der Reinigungsleistung in derselben Weise wie in Beispiel 1 unterzogen. Die Resultate sind in Tabelle 4 angegeben.
Beispiele 15 & 16
Mangandioxid in der Form eines Kuchens in einer Menge von 890 g, das in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt wurde, wurde unter Einsatz eines Extruders stranggepresst unter Erhalt eines Formprodukts von 1,6 mm Durchmesser. Das erhaltene stranggepresste Formprodukt wurde in Pellets von ungefähr 3 bis 5 mm Länge geschnitten, die unter Erwärmung bei 90°C während 12 Stunden mittels eines Trockners getrocknet wurden unter Erhalt von 313 g eines Mangandioxid-Formteils. Dem resultierenden Mangandioxid-Formteil wurde eine Suspension hinzugegeben, die durch Suspendieren von 40 g Silberoxid (II), das in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt wurde, in 400 g Wasser hergestellt wurde, gefolgt von einem kräftigen Rühren. Danach wurde die resultierende Mischung unter Erwärmen bei 90°C während 12 Stunden mittels eines Trockners getrocknet unter Erhalt von 348 g eines Reinigungsmittels N mit einem Silbergehalt von 9,9 Gew.-%.
Anschließend wurde das so erhaltene Reinigungsmittel N in jede von zwei Reinigungssäulen aus Quarz gepackt, welche dieselben waren wie in Beispiel 1, und es wurden Messungen der jeweiligen tatsächlichen Behandlungszeit durchgeführt, um die Reinigungsleistung in derselben Weise wie in Beispiel 1, oder in den Beispielen 6 bis 11 zu bestimmen, indem man die Luft, die 500 ppm Phosphin (Beispiel 15) oder 500 ppm Arsin (Beispiel 16) enthielt, mit einer Strömungsrate von 12,7 l/min (entspricht einer linearen Oberflächengeschwindigkeit in der Säule von 75 cm/s) durch die Säulen strömen lässt. Die Resultate sind in Tabelle 4 angegeben.
Beispiele 17 & 18
Ein Mangandioxid-Formteil in einer Menge von 300 g, das in derselben Weise wie in Beispiel 15 & 16 hergestellt wurde, wurde mit 300 g einer 15 %igen wässrigen Lösung von Silbernitrat imprägniert und 12 Stunden lang unter Erwärmung bei 90°C mit Hilfe eines Trockners getrocknet, unter Erhalt von 343 g eines Reinigungsmittels I mit einem Silbergehalt von 8,3 Gew.-%.
Anschließend wurde das so erhaltene Reinigungsmittel I in jede von zwei Reinigungssäulen aus Quarz gepackt, welche dieselben waren wie in Beispiel 1, und danach erfolgten Messungen der jeweiligen tatsächlichen Behandlungszeit, um die Reinigungsleistung in derselben Weise wie in Beispiel 1 oder in den Beispielen 6 bis 11 zu bestimmen, indem man die Luft, die 500 ppm Phosphin (Beispiel 17) oder 500 ppm Arsin (Beispiel 18) enthält, jeweils mit einer Strömungsrate von 12,7 l/min (entspricht einer linearen Oberflächengeschwindigkeit in der Säule von 75 cm/s) durch die Säulen strömen lässt. Die Resultate sind in Tabelle 4 angegeben.
Tabelle 4
Beispiele 19 bis 21
Zu 170 g Mangandioxid in Pulverform und 40 g Silberoxid (II), die in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt wurden, wurden 170 g Kupferoxid (II) (garantierte Güteklasse, hergestellt von Kanto Chemical Co., Ltd.), 20 g Aluminiumoxid in der Form von Pulver und 150 g Wasser zugegeben. Die resultierende Mischung wurde geknetet, und anschließend wurden daraus in derselben Weise wie in Beispiel 1 393 g eines Reinigungsmittels J mit einem Silbergehalt von 8,8 Gew.-% hergestellt.
Im Anschluss wurde das so erhaltene Reinigungsmittel J in jede von drei Reinigungssäulen aus Quarz gepackt, welche dieselben waren wie in Beispiel 1, und danach erfolgten Messungen der jeweiligen tatsächlichen Behandlungszeit, um die Reinigungsleistung in derselben Weise wie in Beispiel 1 zu bestimmen, indem man die Luft, die 500 ppm Phosphin (Beispiel 19), 1000 ppm (Beispiel 20) und 100 ppm (Beispiel 21) enthält, jeweils mit einer Strömungsrate von 12,7 l/min (entspricht einer linearen Oberflächengeschwindigkeit in der Säule von 75 cm/s) durch die Säulen strömen lässt. Die Resultate sind in Tabelle 5 angegeben.
Beispiel 22
Die Verfahrensweise von Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass das Reinigungsmittel J, dasselbe, wie es in den Beispielen 19 bis 21 verwendet wurde, verwendet wurde, um die tatsächliche Behandlungszeit und die Reinigungsleistung zu messen, und dass die Messung dadurch erfolgte, indem man die Luft, die 500 ppm Phosphin enthält, mit einer Strömungsrate von 20,4 l/min (entspricht einer linearen Oberflächengeschwindigkeit in der Säule von 120 cm/s) durch die Säule strömen lässt. Die Resultate sind in Tabelle 5 angegeben.
Beispiel 23
Die Verfahrensweise in den Beispielen 6 bis 11 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass das Reinigungsmittel J, dasselbe, wie es in den Beispielen 19 bis 21 verwendet wurde, verwendet wurde, um die tatsächliche Behandlungszeit und die Reinigungsleistung zu messen, und dass die Messung dadurch erfolgte, indem man die Luft, die 500 ppm Arsin enthielt, mit einer Strömungsrate von 12,7 l/min (entspricht einer linearen Oberflächengeschwindigkeit in der Säule von 75 cm/s) durch die Säule strömen lässt. Die Resultate sind in Tabelle 5 angegeben.
Vergleichsbeispiele 4 & 5
Zu 170 g Mangandioxid mit einer spezifischen Oberfläche nach dem BET-Verfahren von 48 m²/g, das in dem Vergleichsbeispiel 1 verwendet worden war, wurden 40 g Silberoxid (II), das in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt wurde, wurden 170 g Kupferoxid (II) (garantierte Güteklasse, hergestellt von Kanto Chemical Co., Ltd.), 20 g Aluminiumoxid in der Form von Pulver und 150 g Wasser zugegeben. Die resultierende Mischung wurde geknetet, und anschließend wurden daraus in derselben Weise wie in Beispiel 1 385 g eines Reinigungsmittels K hergestellt. Im Anschluss wurde das so erhaltene Reinigungsmittel K in jede von zwei Reinigungssäulen aus Quarz gepackt, welche dieselben waren wie in Beispiel 1, und danach erfolgten Messungen der jeweiligen tatsächlichen Behandlungszeit, um die Reinigungsleistung in derselben Weise wie in Beispiel 1 oder in den Beispielen 6 bis 11 zu bestimmen, indem man die Luft, die 500 ppm Phosphin (Vergleichsbeispiel 4) bzw. 500 ppm Arsin (Vergleichsbeispiel 5) enthält, jeweils mit einer Strömungsrate von 12,7 l/min (entspricht einer linearen Oberflächengeschwindigkeit in der Säule von 75 cm/s) durch die Säulen strömen lässt. Die Resultate sind in Tabelle 5 angegeben.
Tabelle 5
Beispiel 24
Das Reinigungsmittel A, dasselbe wie in Beispiel 1, wurde in eine Reinigungssäule aus Quarz mit einem Innendurchmesser von 19 mm gepackt, um so eine Packungslänge von 100 mm (Packungsmenge 28,3 ml, 22,6 g) zu bilden. Danach wurde das Reinigungsmittel A einem Leistungstest unterworfen, indem man die Luft, die 500 ppm Dichlorsilan enthält, mit einer Strömungsrate von 12,7 l/min (entspricht einer linearen Oberflächengeschwindigkeit in der Säule LV von 75 cm/s) durch diese strömen lässt. Von einem Teil des Gases am Auslass der Reinigungssäule wurden kontinuierlich mit Hilfe eines Gasdetektors (Modell Nr. TG-XA, hergestellt von Bionics Instruments Co., Ltd.) Proben genommen. Gleichzeitig wurde die Zeitspanne gemessen, bis die Konzentration des Dichlorsilans in dem gereinigten Auslassgas auf 5 ppm angestiegen war (tatsächliche Behandlungszeit). Das Resultat ist in Tabelle 6 angegeben.
Tabelle 6
Beispiel 25
Das Reinigungsmittel A, dasselbe wie in Beispiel 1, wurde in eine Reinigungssäule aus Quarz mit einem Innendurchmesser von 40 mm gepackt, um so eine Packungslänge von 100 mm (Packungsmenge 125,6 ml, 100,4 g) zu bilden. Danach wurde das Reinigungsmittel A einem Leistungstest unterworfen, indem man die Luft, die 2000 ppm Dichlorsilan enthält, mit einer Strömungsrate von 2,0 l/min (entspricht einer linearen Oberflächengeschwindigkeit in der Säule LV von 2,65 cm/s) durch diese strömen lässt. Von einem Teil des Gases am Auslass der Reinigungssäule wurden kontinuierlich Proben genommen, und es wurde die tatsächliche Behandlungszeit in derselben Weise wie in Beispiel 24 gemessen. Das Resultat ist in Tabelle 7 angegeben,
Tabelle 7

Claims

Reinigungsmittel für die Reinigung eines schädlichen Gases, enthaltend als eine schädliche Komponente mindestens einen Vertreter, gewählt aus der Gruppe bestehend aus Arsin, Phosphin, Silan, Disilan, Trisilan, Diboran, Hydrogenselenid und Dichlorsilan, wobei das Reinigungsmittel Mangandioxid mit einer spezifischen Oberfläche nach dem BET-Verfahren von mindestens 150 m²/g und eine Silberverbindung umfasst.
Reinigungsmittel zum Reinigen eines schädlichen Gases gemäß Anspruch 1, welches weiterhin ein Kupferoxid umfasst.
Reinigungsmittel zum Reinigen eines schädlichen Gases gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Mangandioxid eine spezifische Oberfläche nach dem BET-Verfahren von mindestens 200 m²/g besitzt.
Reinigungsmittel zum Reinigen eines schädlichen Gases gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Silberverbindung mindestens ein Vertreter, gewählt aus der Gruppe bestehend aus Silberoxid (I) und Silberoxid (II), ist.
Reinigungsmittel zum Reinigen eines schädlichen Gases gemäß Anspruch 1 oder 2, welches ein gemischtes Formteil aus Mangandioxid mit einer spezifischen Oberfläche nach dem BET-Verfahren von mindestens 150 m²/g und einer Silberverbindung, oder ein Formteil aus Mangandioxid mit einer spezifischen Oberfläche nach dem BET-Verfahren von mindestens 150 m²/g umfasst, wobei das Formteil mit einer an dessen Oberflächen anhaftenden Silberverbindung eingebunden ist.
Reinigungsmittel zum Reinigen eines schädlichen Gases gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Gewichtsverhältnis des Mangandioxids mit einer spezifischen Oberfläche nach dem BET-Verfahren von mindestens 150 m²/g zu dem Silber in der Silberverbindung im Bereich von 1 : 0,25 bis 0,001 liegt.
Reinigungsmittel zum Reinigen eines schädlichen Gases gemäß Anspruch 2, wobei das Gewichtsverhältnis der Mischung aus dem Mangandioxid mit einer spezifischen Oberfläche nach dem BET-Verfahren von mindestens 150 m²/g und der Silberverbindung zu dem Kupferoxid 1 : höchstens 10 beträgt.
Reinigungsmittel zum Reinigen eines schädlichen Gases gemäß Anspruch 2, welches ein gemischtes Formteil aus Mangandioxid mit einer spezifischen Oberfläche nach dem BET-Verfahren von mindestens 150 m²/g, eine Silberverbindung und ein Kupferoxid oder ein gemischtes Formteil aus Mangandioxid mit einer spezifischen Oberfläche nach dem BET-Verfahren von mindestens 150 m²/g und einem Kupferoxid umfasst, wobei das gemischte Formteil aus dem Mangandioxid und dem Kupferoxid mit einer an dessen Oberflächen anhaftenden Silberverbindung eingebunden ist.
Reinigungsmittel für die Reinigung eines schädlichen Gases, enthaltend als schädliche Komponente mindestens einen Vertreter, gewählt aus der Gruppe bestehend aus Arsin, Phosphin, Silan, Disilan, Trisilan, Diboran, Hydrogenselenid und Dichlorsilan, wobei das Verfahren das Inkontaktbringen des schädlichen Gases mit einem Reinigungsmittel umfasst, welches Mangandioxid mit einer spezifischen Oberfläche nach dem BET-Verfahren von mindestens 150 m²/g und eine Silberverbindung umfasst.
Verfahren zum Reinigen eines schädlichen Gases gemäß Anspruch 9, wobei das Reinigungsmittel ferner ein Kupferoxid umfasst.