JP2608394B2 - 除去剤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガス状珪素化合物
の除去剤に関し、さらに詳細には酸化第二銅を有効成分
とするガス状珪素化合物の除去剤に関する。近年、半導
体工業の発展とともに、珪素化合物の使用量が著しく増
加している。珪素化合物は、結晶性シリコン，アモルフ
アスシリコン，シリコンナイトライド，シリコンカーバ
イドの製造に使われるだけでなく、石英ガラスの製造に
も主原料として用いられる。これらの工業では、シラ
ン，ジシラン，モノクロロシラン，ジクロロシラン，ト
リクロロシラン，あるいは四ハロゲン化珪素などの珪素
化合物がガス状（以下ガス状珪素化合物と記す）で用い
られることが多い。これらのガス状珪素化合物は燃焼範
囲が広く、あるいは加水分解して強酸性を示すなど危険
なだけでなく、人体にも悪影響をおよぼすので、大気に
放出するに先立って除去される必要がある。

【０００２】

【従来の技術】従来、これらのガス状珪素化合物を含有
する廃ガスを処理するには、たとえば特開昭５６−８４
６１９号および特開昭５７−９４３２３号公報に示され
るように苛性ソーダなどのアルカリ性水溶液で洗浄して
湿式除去する方法が採用されてきた。しかしながら湿式
処理では装置が大型化し、またアルカリ性水溶液の取扱
いが危険なため、不便であった。一方、特開昭５８−１
２８１４６号公報で示されるように、固型担体に苛性ソ
ーダ水溶液を単独にまたは過マンガン酸カリウムのよう
な酸化剤水溶液を同時に含浸させてなる乾式吸収処理剤
が提案されている。この処理剤を用いた場合には乾式で
あるから装置が小型化できるメリットはあるが、水溶液
を含浸させているため、使用中または保存中に水分が蒸
発するなどにより一定な状態を保つのが難しい。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題
は、従来知られていた上記湿式処理方式及び乾式処理方
式固有の問題点に鑑み、そのような問題点を含まない他
の除去方式を見出すことにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するために、廃ガス中に含有されているガス状珪素
化合物の除去剤について鋭意検討した結果、酸化第二銅
を成型したもの又は多孔質担体に担持させたものにガス
状珪素化合物含有ガスを常温乃至室温で接触させると、
ガス状珪素化合物が効率良く除去されることを見い出
し、本発明を完成した。即ち、本発明の要旨は、有害成
分としてガス中に含有されたガス状珪素化合物を常温乃
至室温で接触除去する除去剤であって、酸化第二銅を有
効成分として含有せしめて成型してなるか、または該有
効成分を多孔質担体に担持させてなる除去剤にある。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明の除去剤は窒素ガス，水素
ガス，または空気などとガス状珪素化合物との混合ガス
に適用される。なお、これらの混合ガス中にたとえばヘ
リウム，アルゴン，塩素，アンモニア，オキシ塩化リ
ン，四塩化ゲルマニウム，三塩化ホウ素，三臭化ホウ
素，塩化水素，ジボラン，セレン化水素，ゲルマンなど
の他のガスが共存しても、ガス状珪素化合物の除去には
特に弊害は生じない。

【０００６】本発明の除去剤によって除去されるガス状
（ミストも包含する）珪素化合物としては一般式Ｓi _n
Ｈ _2n+2-m Ｘ _m (Ｘはハロゲン原子；ｎは１または２；
ｍは０〜４の整数）で表すことができる。なおハロゲン
原子は一般に塩素，弗素および臭素である。珪素化合物
の代表例としてはモノシラン，ジシラン，モノクロロシ
ラン，ジクロロシラン，トリクロロシラン，四塩化珪
素, 四弗化珪素および四臭化珪素などが挙げられる。

【０００７】本発明の除去剤は酸化第二銅を有効成分と
したものである。酸化第二銅としては、市販のものをそ
のまま使用してもよく、また銅の硝酸塩，硫酸塩，塩化
物，有機酸塩などに苛性ソーダ，苛性カリ，炭酸ナトリ
ウム，重炭酸ナトリウム，アンモニアなどのアルカリを
加えて得られた沈殿物を焼成して酸化物とし、これを除
去剤の成分として使用してもよい。なお、この除去剤中
には焼成工程において分解されなかった水酸化銅，水和
酸化銅（たとえば４ＣｕＯ・Ｈ₂ Ｏ）あるいは塩基性炭
酸銅（たとえばＣｕ（ＯＨ)₂・n ＣｕＣＯ₃ ）などの中
間体が一部残留することが多いが、これらが含有されて
いてもガス状珪素化合物の除去の妨げにはならない。

【０００８】本発明の除去剤は成型されたもの、または
担体に担持させたものが使用される。従って前者の場合
は、市販の酸化第二銅の粉末とか、前記のごとく沈殿物
を焼成、粉砕して得た粉末をペレット等に成型したもの
等が使用され、後者の場合は活性炭、アルミナ、シリ
カ、シリカアルミナ、マグネシア、カルシアなど吸着剤
や触媒製造に一般に用いられる多孔質担体に担持せしめ
たもの等が使用される。しかし、ガス状珪素化合物の除
去量を増加させるためには、前者の方法がより有効な方
法である。

【０００９】除去剤を上記成型する方法としては、従
来、粉粒体一般の成型方法として公知の乾式成型法ある
いは湿式成型法を利用することができる。また成型の際
には必要に応じて少量の水，グラフアイト，滑剤などを
使用してもよい。成型物の形状には特に制限はないが球
形，円形，円柱形および筒形などが代表例として挙げら
れる。また、多孔質担体に担持させる場合には、銅の硝
酸塩あるいは有機酸塩などを多孔質担体に含浸させた
後、空気気流中または窒素ガスなどの不活性ガス気流中
で熱分解せしめて酸化物としてもよい。

【００１０】本発明の除去剤は、前記のようにして成型
された状態で、あるいは担体に担持された状態で筒内に
充填されて用いられる。被処理ガスは筒内に流され、除
去剤と接触せしめられることにより、ガス状珪素化合物
が被処理ガスから除去される。本発明においてガス状珪
素化合物は除去剤と接触せしめられることにより、たと
えば下記の式で示されるように除去剤の酸化第二銅と反
応し、また除去剤の酸化第二銅の触媒作用により分解さ
れ、無害化され、除去されるものと推測される。

【００１１】

【化１】

【００１２】本発明の除去剤に適用される被処理ガス中
のガス状珪素化合物の濃度には特に制限はない。本発明
の除去剤に対する被処理ガスの流量は、体積空間速度で
通常は１０〜２０，０００ｈｒ^-1とされ、好ましくは５
０〜１０，０００ｈｒ^-1とされる。本発明の除去剤に適
用される被処理ガスは、通常は乾燥状態であるが、湿潤
状態であっても充填筒内で結露する程に湿っていなけれ
ば良い。接触温度は常温乃至室温が選択される。被処理
ガスの圧力には特に制限はなく通常は常圧であるが、減
圧または加圧状態であってもよい。

【００１３】

【実施例】

（イ）除去剤の調製 除去剤としての酸化第二銅は硝酸銅と炭酸ソーダから得
られた沈殿物を濾過、洗浄した後２００〜３００℃で５
ｈｒ焼成することによって製造した。この除去剤を粉砕
した後、打錠成型機で４ｍｍφ×３ｍｍｈのペレットに
成型し、その成型物を四つ割にしてガス状珪素化合物の
除去に使用した。 （ロ）ガス状珪素化合物の除去テスト 内径２５ｍｍ、充填長３５５ｍｍの透明硬質ポリ塩化ビ
ニル製の筒内に前記の除去剤を充填し、この充填筒に被
処理ガスとして各種ガス状珪素化合物それぞれと窒素ガ
スとの混合物を室温で流して除去テストを行った。ガス
状珪素化合物の除去が進むにつれて茶褐色の除去剤がガ
スの入口側から出口側へと順次に白色味を帯びた褐色に
変色して行くことによって充填筒の破過が予測できた。
一方、充填筒出口から排出されたガス中のガス状珪素化
合物の有無をハロゲン化シラン類については塩化水素検
知管（光明理化学工業（株）、検知下限0.４ｐｐｍ）
で、モノシランについてはモリブデンブルー法における
１，２，４アミノナフトールスルホン酸法でモニターす
ることにより、充填筒の破過の時点を確認した。充填筒
が破過した時点までの除去剤の重量増加を測定し、これ
を除去量として除去剤単位重量（ｋｇ）当りのガス状珪
素化合物の除去量（Ｎｌ）に換算した。それぞれの結果
を第１表に示す。

【００１４】

【表１】

【００１５】第１表に示すようにガス状珪素化合物が本
発明の除去剤により効率よく除去された。

【００１６】

【発明の効果】本発明の除去剤は下記のような優れた特
徴を有しており、工業的に極めて有用である。 （１）単位重量当りの除去量および除去速度が大きい。 （２）ガス状珪素化合物をその濃度に関係なくほぼ完全
に除去することができる。 （３）常温乃至室温で使用でき、特に加熱を必要としな
い。 （４）水分等を実質的に含んでいないため常に安定した
除去性能が得られる。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】有害成分としてガス中に含有されたガス状
   珪素化合物を常温乃至室温で接触除去する除去剤であっ
   て、酸化第二銅を有効成分として含有せしめて成型して
   なるか、または該有効成分を多孔質担体に担持させてな
   る除去剤。