JP2566600B2 - アルシンの合成方法 - Google Patents
アルシンの合成方法Info
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- JP2566600B2 JP2566600B2 JP63011004A JP1100488A JP2566600B2 JP 2566600 B2 JP2566600 B2 JP 2566600B2 JP 63011004 A JP63011004 A JP 63011004A JP 1100488 A JP1100488 A JP 1100488A JP 2566600 B2 JP2566600 B2 JP 2566600B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B6/00—Hydrides of metals including fully or partially hydrided metals, alloys or intermetallic compounds ; Compounds containing at least one metal-hydrogen bond, e.g. (GeH3)2S, SiH GeH; Monoborane or diborane; Addition complexes thereof
- C01B6/06—Hydrides of aluminium, gallium, indium, thallium, germanium, tin, lead, arsenic, antimony, bismuth or polonium; Monoborane; Diborane; Addition complexes thereof
- C01B6/065—Hydrides of arsenic or antimony
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は無水亜砒酸の還元によりアルシンを合成する
方法に関する。
方法に関する。
アルシンは半導体工業にとつて重要な材料であります
ます重要となる傾向がある。また砒化ガリウム沈着又は
ドーピング用のエピタキシー（epitaxy）に関しての電
子技術者の要望にこたえるため、砒素のガス状ベクター
（vector）を利用するのに決定的なものである。
ます重要となる傾向がある。また砒化ガリウム沈着又は
ドーピング用のエピタキシー（epitaxy）に関しての電
子技術者の要望にこたえるため、砒素のガス状ベクター
（vector）を利用するのに決定的なものである。
安価で取扱いの容易な原料からH+イオンの還元により
作られる発生機の水素Ｈ゜による砒素の水素化物への変
化を原理とする方法について研究した。
作られる発生機の水素Ｈ゜による砒素の水素化物への変
化を原理とする方法について研究した。
この方法は溶解した無水亜砒酸を含んでいる酸性溶液
中に亜鉛粉末を添加することにより生じる発生機の水素
により還元することからなる。
中に亜鉛粉末を添加することにより生じる発生機の水素
により還元することからなる。
アルシンの生成は硫酸又は塩酸型のH+イオン源である
酸性溶液、H+イオンを還元して発生機の状態Ｈ゜で遊離
させる役目を果す亜鉛粉末、三酸化砒素As2O3又は無水
亜砒酸などの化合物から作られる亜砒酸ナトリウムAsO2
Naである砒素化合物を用いる還元法に従つて行われる。
酸性溶液、H+イオンを還元して発生機の状態Ｈ゜で遊離
させる役目を果す亜鉛粉末、三酸化砒素As2O3又は無水
亜砒酸などの化合物から作られる亜砒酸ナトリウムAsO2
Naである砒素化合物を用いる還元法に従つて行われる。
本発明によれば無水亜砒酸の溶解は水酸化ナトリウム
水溶液のごとき塩基性媒体中で行ない、亜砒酸ナトリウ
ムを生成させる:As2O3＋2NaOH→2NaAsO2。
水溶液のごとき塩基性媒体中で行ない、亜砒酸ナトリウ
ムを生成させる:As2O3＋2NaOH→2NaAsO2。
引き続いて得られた溶液の酸性化によつて反応媒体の
調製が行なわれる。次に撹拌を行ないながら反応媒体中
への亜鉛粉末の制御された導入を行うことにより還元が
行なわれる:2AsO2Na＋6Zn＋7H2SO4→2AsH3＋Ha2SO4＋6Z
nSO4＋H2O。
調製が行なわれる。次に撹拌を行ないながら反応媒体中
への亜鉛粉末の制御された導入を行うことにより還元が
行なわれる:2AsO2Na＋6Zn＋7H2SO4→2AsH3＋Ha2SO4＋6Z
nSO4＋H2O。
アルシンを約50％、水素を50％含有するガスが得られ
る。本発明の方法によれば良好な再現性で、無水亜砒酸
からアルシンへの転化を高い転化率で行うことができ
る。
る。本発明の方法によれば良好な再現性で、無水亜砒酸
からアルシンへの転化を高い転化率で行うことができ
る。
使用する酸の型、酸性溶液の容積、亜鉛粉末の粒度及
び反応媒体の温度は砒素の転化率に関して重大な因子を
構成することが確認されている。かくして砒素の転化率
は酸及び亜鉛が過剰になるのに応じて増大し、一方、20
乃至40℃の温度により決定的な影響は受けないが、それ
にも拘わらず20乃至25℃でう発生機の水素を生じさせる
のが有利であることが観察された。温度が40℃を超える
と製造技術上の難点が現われる。
び反応媒体の温度は砒素の転化率に関して重大な因子を
構成することが確認されている。かくして砒素の転化率
は酸及び亜鉛が過剰になるのに応じて増大し、一方、20
乃至40℃の温度により決定的な影響は受けないが、それ
にも拘わらず20乃至25℃でう発生機の水素を生じさせる
のが有利であることが観察された。温度が40℃を超える
と製造技術上の難点が現われる。
硫酸の使用は塩酸の使用より好ましい。後者の酸は反
応をかなり妨げる極めて大量の発泡を伴ない、反応器壁
面に砒素の極めて大きな黒色金属性沈着の形成を惹起
し、アルシンの用途にとつて大きな妨げとなるAsCl3型
の塩化砒素を生じるという潜在的な危険性を引き起こ
す。2.5乃至3.5規定の硫酸は極めて良好な結果を与え
る。この規定度を超えると溶解した無水亜砒酸が酸性溶
液中で沈澱するからである。
応をかなり妨げる極めて大量の発泡を伴ない、反応器壁
面に砒素の極めて大きな黒色金属性沈着の形成を惹起
し、アルシンの用途にとつて大きな妨げとなるAsCl3型
の塩化砒素を生じるという潜在的な危険性を引き起こ
す。2.5乃至3.5規定の硫酸は極めて良好な結果を与え
る。この規定度を超えると溶解した無水亜砒酸が酸性溶
液中で沈澱するからである。
酸の過剰はアルシンへの転化率に有利な影響を及ぼ
し、少なくとも50％の過剰は極めて満足すべき結果を与
えることが認められた。
し、少なくとも50％の過剰は極めて満足すべき結果を与
えることが認められた。
同様に亜鉛の過剰は反応収率に有利な影響を及ぼし、
40％からは影響がきわめて明確に現われる；化学当量条
件では転化率の著しい低下が観察される。
40％からは影響がきわめて明確に現われる；化学当量条
件では転化率の著しい低下が観察される。
亜鉛粉末の粒度は反応の収率に決定的な影響を及ぼ
す。満足すべき結果は0.2mm未満の粒度を用いた場合に
のみ得られる。
す。満足すべき結果は0.2mm未満の粒度を用いた場合に
のみ得られる。
亜砒酸ナトリウム溶液は粉末状の無水亜砒酸を水酸化
ナトリウム溶液に溶解させて調製する。次にこの溶液を
光を遮断して保存する。良好な溶解を行うためには撹拌
することまた場合によつては約40℃に加熱することが必
要である。
ナトリウム溶液に溶解させて調製する。次にこの溶液を
光を遮断して保存する。良好な溶解を行うためには撹拌
することまた場合によつては約40℃に加熱することが必
要である。
酸性の亜砒酸塩反応溶液を調製する目的で、操作を行
うために設定した量の硫酸を反応器内に導入する。２〜
３分間撹拌後、予め調製した亜砒酸ナトリウム溶液を温
度を調節しながら導入する。亜鉛の粉末は制御しながら
漸次導入し、この間、媒体の温度を一定の値に維持す
る。
うために設定した量の硫酸を反応器内に導入する。２〜
３分間撹拌後、予め調製した亜砒酸ナトリウム溶液を温
度を調節しながら導入する。亜鉛の粉末は制御しながら
漸次導入し、この間、媒体の温度を一定の値に維持す
る。
アルシンすなわち砒素水素化物は極めて毒性の大きい
ガスの一つであり、従つて本発明の方法は特別に安全な
条件下において用いられるが、それらの条件に従うと大
気中への逸出は全く許されず、アルシンはすべて設備内
に閉じこめられていなくてはならない。そのほか排ガス
及び排液はあらゆる汚染を回避するように処理しなくて
はならない。
ガスの一つであり、従つて本発明の方法は特別に安全な
条件下において用いられるが、それらの条件に従うと大
気中への逸出は全く許されず、アルシンはすべて設備内
に閉じこめられていなくてはならない。そのほか排ガス
及び排液はあらゆる汚染を回避するように処理しなくて
はならない。
以下本発明を説明するために、限定的ではない数例を
示す。
示す。
棒磁石による撹拌装置を備えた、たとえば円筒形のガ
ラス製反応器により構成された、真空にし得るかまた窒
素などの中性ガス下で不活性化できる装置内で種々の試
験を実施した。この反応器の蓋には亜鉛粉末の導入、製
造残渣の中和による無毒化溶液の導入、合成ガスの排
出、真空化，不活性化及び温度測定のためのまた安全シ
ステムのための種々の管が設けられている。
ラス製反応器により構成された、真空にし得るかまた窒
素などの中性ガス下で不活性化できる装置内で種々の試
験を実施した。この反応器の蓋には亜鉛粉末の導入、製
造残渣の中和による無毒化溶液の導入、合成ガスの排
出、真空化，不活性化及び温度測定のためのまた安全シ
ステムのための種々の管が設けられている。
装置には亜鉛粉末導入用の定量ホツパーであつてかつ
反応器上方で分岐しており、真空化及び中性ガスによる
不活性化のできるものが設けてある。
反応器上方で分岐しており、真空化及び中性ガスによる
不活性化のできるものが設けてある。
装置にはまた排ガス排出管に直接取付けてある冷却
器、浄化トラツプならびにクロマトグラフイー分析によ
り制御されるガスを受けるため液体窒素中の低温トラツ
プつき受器も設けてある。
器、浄化トラツプならびにクロマトグラフイー分析によ
り制御されるガスを受けるため液体窒素中の低温トラツ
プつき受器も設けてある。
酸の溶液を反応器に注入し、ガス排除を有利に行うた
め撹拌し、次に亜砒酸ナトリウム溶液を添加する。反応
器は引続いて不活性化し、トラツプを液体窒素中で冷却
し、受容瓶も同じく冷却する。ホツパー及び反応器の圧
力を平衡させ、ホツパーを、撹拌されている酸性の亜砒
酸塩溶液を収容している反応器と連通させる。生産中凝
縮しないガス及び掃気ガスは、無毒化前には、最大の安
全をもつて作業する目的で所蔵する。亜鉛粉末導入の終
了後、１時間乃至１時間半で反応が実質上停止する。一
旦反応が終了したと見なされると、生成ガスを受容瓶内
に回収し反応媒体を無毒化し残渣を排出する。
め撹拌し、次に亜砒酸ナトリウム溶液を添加する。反応
器は引続いて不活性化し、トラツプを液体窒素中で冷却
し、受容瓶も同じく冷却する。ホツパー及び反応器の圧
力を平衡させ、ホツパーを、撹拌されている酸性の亜砒
酸塩溶液を収容している反応器と連通させる。生産中凝
縮しないガス及び掃気ガスは、無毒化前には、最大の安
全をもつて作業する目的で所蔵する。亜鉛粉末導入の終
了後、１時間乃至１時間半で反応が実質上停止する。一
旦反応が終了したと見なされると、生成ガスを受容瓶内
に回収し反応媒体を無毒化し残渣を排出する。
実験計画に従つて各種パラメータの影響：原料の無水
亜砒酸に対する生成物アルシンにより表わした収率に及
ぼす酸の性質、酸の過剰、亜鉛粉末の過剰、該粉末の粒
度、温度の影響を試験した。
亜砒酸に対する生成物アルシンにより表わした収率に及
ぼす酸の性質、酸の過剰、亜鉛粉末の過剰、該粉末の粒
度、温度の影響を試験した。
この表に記入してある結果から、無水亜砒酸からのア
ルシンの最適の製造は、亜砒酸ナトリウム溶液を過剰の
2.5N硫酸により処理して次に過剰の、粒度0.2mm未満の
亜鉛粉末を導入して得られ、反応温度は約20℃であるこ
とが判明する。
ルシンの最適の製造は、亜砒酸ナトリウム溶液を過剰の
2.5N硫酸により処理して次に過剰の、粒度0.2mm未満の
亜鉛粉末を導入して得られ、反応温度は約20℃であるこ
とが判明する。
Claims (8)
- 【請求項１】酸性溶液から亜鉛粉末によつて生じる発生
機の水素により無水亜砒酸を還元することによりアルシ
ンを合成する方法において、無水亜砒酸を塩基性媒体中
に溶解し、かく得られた無水亜砒酸の溶液を酸性化しつ
いで亜鉛粉末を制御された方法で酸性反応媒体中に撹拌
を行ないながら導入することを特徴とするアルシンの合
成方法。 - 【請求項２】無水亜砒酸の溶解は水酸化ナトリウムの存
在下において行なわれる、請求項第１項記載の方法。 - 【請求項３】反応媒体の調製に用いられる酸は2.5乃至
3.5規定の硫酸である、請求項第１項又は第２項記載の
方法。 - 【請求項４】硫酸は少なくとも50％過剰に使用する、請
求項第３項記載の方法。 - 【請求項５】反応媒体中に導入される亜鉛粉末の粒度は
0.2mm未満である請求項第１項乃至第４項の何れかに記
載の方法。 - 【請求項６】亜鉛粉末は少なくとも40％過剰に使用する
請求項第５項記載の方法。 - 【請求項７】酸性反応媒体の還元は20乃至25℃の温度に
おいて行なわれる、請求項第１項乃至第５項の何れかに
記載の方法。 - 【請求項８】酸性溶液から亜鉛粉末により生じる発生機
の水素により無水亜砒酸を還元することによりアルシン
を合成する方法であつて、無水亜砒酸の溶解はナトリウ
ム溶液中において行ない、反応媒体の調製は先に得られ
た亜砒酸ナトリウム溶液の少なくとも50％過剰の2.5N硫
酸による酸性化により行ない、次に還元は少なくとも40
％過剰の粒度0.2mm未満の亜鉛粉末を制御して導入する
ことにより行いそして反応媒体の温度は約20℃として行
なう請求項第１項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8700987 | 1987-01-28 | ||
| FR8700987A FR2609978B1 (fr) | 1987-01-28 | 1987-01-28 | Procede de synthese de l'arsine par reduction de l'anhydride arsenieux |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6418922A JPS6418922A (en) | 1989-01-23 |
| JP2566600B2 true JP2566600B2 (ja) | 1996-12-25 |
Family
ID=9347346
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63011004A Expired - Lifetime JP2566600B2 (ja) | 1987-01-28 | 1988-01-22 | アルシンの合成方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0280826A1 (ja) |
| JP (1) | JP2566600B2 (ja) |
| FR (1) | FR2609978B1 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19811763A1 (de) * | 1998-03-18 | 1999-09-23 | Stadtwerke Karlsruhe Gmbh | Verfahren zur Abtrennung von Arsen |
| EP1246040B1 (en) * | 2001-03-29 | 2008-02-27 | Komatsu Utility Europe S.p.A. | Control lever for earth moving machines |
| CN110642227A (zh) * | 2019-09-25 | 2020-01-03 | 博纯材料股份有限公司 | 一种砷烷的合成提纯方法 |
-
1987
- 1987-01-28 FR FR8700987A patent/FR2609978B1/fr not_active Expired
- 1987-12-14 EP EP87402835A patent/EP0280826A1/fr not_active Withdrawn
-
1988
- 1988-01-22 JP JP63011004A patent/JP2566600B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6418922A (en) | 1989-01-23 |
| FR2609978B1 (fr) | 1989-03-31 |
| FR2609978A1 (fr) | 1988-07-29 |
| EP0280826A1 (fr) | 1988-09-07 |
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