JP2896196B2 - 三弗化窒素ガスの製造方法 - Google Patents
三弗化窒素ガスの製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は三弗化窒素ガス（NF3）の製造方法に関す
る。
る。
更に詳しくは、弗化アンモニウム（NH4F）または／及
び酸性弗化アンモニウム（NH4HF2）と無水の弗化水素
（HF）を原料とするNH4F・HF系溶融塩の電解法によるNF
3ガスの製造方法に関する。
び酸性弗化アンモニウム（NH4HF2）と無水の弗化水素
（HF）を原料とするNH4F・HF系溶融塩の電解法によるNF
3ガスの製造方法に関する。
NF3は沸点が−129℃、融点が−207℃の物性を示す無
色の気体である。
色の気体である。
NF3ガスは半導体のドライエッチング剤やCVD装置のク
リーニングガスとして近年注目されているが、これらの
用途に使用されるNF3ガスは、高純度のものが要求され
ている。
リーニングガスとして近年注目されているが、これらの
用途に使用されるNF3ガスは、高純度のものが要求され
ている。
しかしながら製造されたNF3ガスは、窒素（N2）、二
弗化二窒素（N2F2）、亜酸化窒素（N2O）、二酸化炭素
（CO2）、二弗化酸素（OF2）、四弗化炭素（CF4）、酸
素（O2）、未反応の弗化水素（HF）等の不純物を比較的
多量に含んでおり、本発明で対象とする溶融塩電解法で
製造されたNF3ガスも同様である。従って、上記用途と
しての高純度のNF3ガスを得るためには精製が必要であ
る。
弗化二窒素（N2F2）、亜酸化窒素（N2O）、二酸化炭素
（CO2）、二弗化酸素（OF2）、四弗化炭素（CF4）、酸
素（O2）、未反応の弗化水素（HF）等の不純物を比較的
多量に含んでおり、本発明で対象とする溶融塩電解法で
製造されたNF3ガスも同様である。従って、上記用途と
しての高純度のNF3ガスを得るためには精製が必要であ
る。
NF3ガス中のこれらの不純物を除去する精製方法とし
ては、下記する方法が知られている。
ては、下記する方法が知られている。
即ち、１）N2F2はKI、Na2S、Na2S2O3等の水溶液と接
触させる方法〔J.Massonne,ケミー・インジェニュール
・テヒニール（Chem.Ing.Techn.）41,（12）,695,（196
9）〕や148.9〜537.8℃の温度で金属と接触させる方法
（特公昭59−15081号）等で除去することができる。
２）HFは100℃前後で加熱した状態でNaFと接触させる方
法等で簡便に除去できる。３）OF2は、Na2S2O3、KI、Na
2SO3、HI、Na2S等の水溶液と接触させる方法で除去する
ことができる。４）N2OやCO2等のような比較的高沸点の
成分はゼオライト等の吸着剤と接触させることで効率よ
く除去することができる〔Chem.Eng.,84,116,（1977）
等〕。５）N2やO2等の低沸点成分は、−150℃〜−190℃
の温度に冷却してNF3を液化することで除去することが
できる。
触させる方法〔J.Massonne,ケミー・インジェニュール
・テヒニール（Chem.Ing.Techn.）41,（12）,695,（196
9）〕や148.9〜537.8℃の温度で金属と接触させる方法
（特公昭59−15081号）等で除去することができる。
２）HFは100℃前後で加熱した状態でNaFと接触させる方
法等で簡便に除去できる。３）OF2は、Na2S2O3、KI、Na
2SO3、HI、Na2S等の水溶液と接触させる方法で除去する
ことができる。４）N2OやCO2等のような比較的高沸点の
成分はゼオライト等の吸着剤と接触させることで効率よ
く除去することができる〔Chem.Eng.,84,116,（1977）
等〕。５）N2やO2等の低沸点成分は、−150℃〜−190℃
の温度に冷却してNF3を液化することで除去することが
できる。
しかしながらCF4は上記した各方法では除去されず、
その効果的な除去方法は未だ知られていない。またCF4
は沸点が−128℃であって、NF3の沸点と非常に接近して
いるのでNF3の深冷蒸留によっても分離が不可能であ
る。
その効果的な除去方法は未だ知られていない。またCF4
は沸点が−128℃であって、NF3の沸点と非常に接近して
いるのでNF3の深冷蒸留によっても分離が不可能であ
る。
さて本発明で対象とする溶融塩の電解において、最も
耐蝕性に優れた陽極材料は炭素である。しかし、炭素を
陽極として電解を行うとCF4が多量に発生する。これは
前記した通り、高純度のNF3ガスを製造するには極めて
不都合である。そこで高純度のNF3ガスを製造する場合
はニッケル（Ni）或はニッケルを主成分とする合金、も
しくは白金（Pt）或は白金を主成分とする合金が陽極と
して使用される。
耐蝕性に優れた陽極材料は炭素である。しかし、炭素を
陽極として電解を行うとCF4が多量に発生する。これは
前記した通り、高純度のNF3ガスを製造するには極めて
不都合である。そこで高純度のNF3ガスを製造する場合
はニッケル（Ni）或はニッケルを主成分とする合金、も
しくは白金（Pt）或は白金を主成分とする合金が陽極と
して使用される。
NF3ガスは電解により陽極から生成し、同時に陰極か
らは水素（H2）ガスが生成する。該NF3ガスとH2ガスは
混合すると僅かな着火エネルギーで点火し激しい爆発を
起こす。NF3−H2−N23元系において、混合ガスの爆発範
囲はNF3ガスが10容量％以上、H2ガスが５容量％以上と
広い範囲にわたり、電解槽内でNF3ガスとH2ガスが僅か
でも混合すると爆発を引き起こす虞がある。
らは水素（H2）ガスが生成する。該NF3ガスとH2ガスは
混合すると僅かな着火エネルギーで点火し激しい爆発を
起こす。NF3−H2−N23元系において、混合ガスの爆発範
囲はNF3ガスが10容量％以上、H2ガスが５容量％以上と
広い範囲にわたり、電解槽内でNF3ガスとH2ガスが僅か
でも混合すると爆発を引き起こす虞がある。
このようなNF3ガスとH2ガスの混合は殆どが電解中に
起こる。この主な原因は隔壁が分極して隔壁上でガス発
生が起こったり、陽極気相部と陰極気相部の圧力均衡が
崩れて液面に偏差が生じ、高圧側のガスが隔壁下端をく
ぐり低圧側に流入する、等である。しかし、NF3ガス、H
2ガスの生成しない電解停止中には前記の現象は起こり
得ない。
起こる。この主な原因は隔壁が分極して隔壁上でガス発
生が起こったり、陽極気相部と陰極気相部の圧力均衡が
崩れて液面に偏差が生じ、高圧側のガスが隔壁下端をく
ぐり低圧側に流入する、等である。しかし、NF3ガス、H
2ガスの生成しない電解停止中には前記の現象は起こり
得ない。
NiあるいはPtは該溶融塩中に浸漬すると、自然腐食が
起こりH2ガスを発生することは知られている。しかし、
その発生量は通常は非常に少ない。このため、電解停止
後に陽極側気相部に残留するNF3ガスと自然腐食により
発生するH2ガスが混合し、爆発を引き起こすことは常識
的には殆ど考えられない。
起こりH2ガスを発生することは知られている。しかし、
その発生量は通常は非常に少ない。このため、電解停止
後に陽極側気相部に残留するNF3ガスと自然腐食により
発生するH2ガスが混合し、爆発を引き起こすことは常識
的には殆ど考えられない。
しかし、本発明者等は電解停止中に陽極側気相部の水
素濃度が爆発範囲内になる現象に遭遇したのである。こ
の原因は陰極側気相部のH2ガスが陽極側に侵入したもの
ではないため、原因の究明を行なった結果、ニッケル或
はニッケルを主体とする陽極の溶融塩中での自然腐食に
よる水素発生速度（発生量）が、電解を停止した直後に
おいては異常に速く（多く）、陽極側気相部の全部或は
一部においてH2ガス濃度が爆発範囲内となり得ることを
突き止めた。
素濃度が爆発範囲内になる現象に遭遇したのである。こ
の原因は陰極側気相部のH2ガスが陽極側に侵入したもの
ではないため、原因の究明を行なった結果、ニッケル或
はニッケルを主体とする陽極の溶融塩中での自然腐食に
よる水素発生速度（発生量）が、電解を停止した直後に
おいては異常に速く（多く）、陽極側気相部の全部或は
一部においてH2ガス濃度が爆発範囲内となり得ることを
突き止めた。
電解の停止と同時に陽極気相部のガスを不活性ガスに
より追い出す方法があるが、該方法は比較的長い時間の
電解停止においては効果的な対策である。しかし、陽極
気相部に不活性ガスを通気するので、陽極気相部ガスの
追い出しが完了するまでの間は電解を再開出来ず、短時
間の電解停止を必要とする場合は、不活性ガスにより追
い出しする方法は電解槽の稼働率を下げるため好ましく
ない。
より追い出す方法があるが、該方法は比較的長い時間の
電解停止においては効果的な対策である。しかし、陽極
気相部に不活性ガスを通気するので、陽極気相部ガスの
追い出しが完了するまでの間は電解を再開出来ず、短時
間の電解停止を必要とする場合は、不活性ガスにより追
い出しする方法は電解槽の稼働率を下げるため好ましく
ない。
本発明者等はかかる状況に鑑み、鋭意検討を重ねた結
果、電解停止後に溶融塩中においてNF3ガスの発生が起
こらず、かつH2ガス発生も起こらない電位に陽極の電位
を電解停止直後から設定することで、電解停止中の陽極
においてH2ガスの発生を防止し得ることを突き止め、本
発明を完成するに至ったものである。
果、電解停止後に溶融塩中においてNF3ガスの発生が起
こらず、かつH2ガス発生も起こらない電位に陽極の電位
を電解停止直後から設定することで、電解停止中の陽極
においてH2ガスの発生を防止し得ることを突き止め、本
発明を完成するに至ったものである。
即ち、本発明は弗化アンモニウムまたは／及び酸性弗
化アンモニウムと無水の弗化水素を原料とする溶融塩電
解法による三弗化窒素ガスの製造方法において、三弗化
窒素ガスの発生の停止（電解停止）直後から三弗化窒素
ガスの発生再開（電解再開）までの間、陽極及び陰極の
電極間に電圧を連続的に印加し、あるいは断続的に印加
せしむることを特徴とする三弗化窒素ガスの製造方法に
関する。
化アンモニウムと無水の弗化水素を原料とする溶融塩電
解法による三弗化窒素ガスの製造方法において、三弗化
窒素ガスの発生の停止（電解停止）直後から三弗化窒素
ガスの発生再開（電解再開）までの間、陽極及び陰極の
電極間に電圧を連続的に印加し、あるいは断続的に印加
せしむることを特徴とする三弗化窒素ガスの製造方法に
関する。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は三弗化窒素ガスの発生の停止（電解停止）直
後から三弗化窒素ガスの発生再開（電解再開）までの間
に実施されるものであり、本発明を実施するには、直前
まで所定の電解槽で所定の陽極を使用し、電解が行なわ
れている必要がある。
後から三弗化窒素ガスの発生再開（電解再開）までの間
に実施されるものであり、本発明を実施するには、直前
まで所定の電解槽で所定の陽極を使用し、電解が行なわ
れている必要がある。
第１図は電解装置の一例を示す図であり、電解中には
陽極３からはNF3ガスが、陰極４からはH2ガスが発生す
るが、NF3ガスとH2ガスが混合すると爆発するので、こ
の混合を防ぐため陽極３と陰極４との間には隔壁５が設
けてある。また、電解にあたっては、陽極３側及び陽極
４側にそれぞれN2ガス等の不活性ガスをキャリアーガス
として送入する場合もある。
陽極３からはNF3ガスが、陰極４からはH2ガスが発生す
るが、NF3ガスとH2ガスが混合すると爆発するので、こ
の混合を防ぐため陽極３と陰極４との間には隔壁５が設
けてある。また、電解にあたっては、陽極３側及び陽極
４側にそれぞれN2ガス等の不活性ガスをキャリアーガス
として送入する場合もある。
高純度NF3ガスを製造するために、陽極にはNi或はNi
を主体とする合金；モネル、インコネルを使用する。Pt
或はPtを主体とする合金も使用可能であるが、電解に供
する電流のうち白金を溶解するために使われる電流の割
合（電極溶解の電流効率）は10％以上に達し、工業的な
電解において使用するのは好ましくない。また鉄（F
e）、銅（Cu）、チタン（Ti）等の他の金属では電極溶
解の電流効率はほぼ100％であり、使用には全く滴さな
い。モネル、インコネルも使用不可能ではないが、一般
的には専ら純分が90％以上のNiを使用するのが好まし
い。陽極の大きさ、形状に関してはこれを特に制約する
ものではないが、取り扱いの面から電極単体当りの重量
については考慮する必要がある。
を主体とする合金；モネル、インコネルを使用する。Pt
或はPtを主体とする合金も使用可能であるが、電解に供
する電流のうち白金を溶解するために使われる電流の割
合（電極溶解の電流効率）は10％以上に達し、工業的な
電解において使用するのは好ましくない。また鉄（F
e）、銅（Cu）、チタン（Ti）等の他の金属では電極溶
解の電流効率はほぼ100％であり、使用には全く滴さな
い。モネル、インコネルも使用不可能ではないが、一般
的には専ら純分が90％以上のNiを使用するのが好まし
い。陽極の大きさ、形状に関してはこれを特に制約する
ものではないが、取り扱いの面から電極単体当りの重量
については考慮する必要がある。
陰極４は電解中には電気的に防蝕された状態にあるた
め、材質の選択は容易である。一般に安価に入手可能で
あるFeが使用される。本発明の実施においてもFeを使用
したが、これは他の材質の使用を制約するものではな
い。陰極４の大きさ、形状に関してはこれを特に制約す
るものではないが、陰極４での電圧降下をできるだけ小
さくするためには極力、陰極表面積を大きくするのが望
ましい。
め、材質の選択は容易である。一般に安価に入手可能で
あるFeが使用される。本発明の実施においてもFeを使用
したが、これは他の材質の使用を制約するものではな
い。陰極４の大きさ、形状に関してはこれを特に制約す
るものではないが、陰極４での電圧降下をできるだけ小
さくするためには極力、陰極表面積を大きくするのが望
ましい。
溶融塩はNH4HF2或はNH4FとHFを電解槽中で混合調製す
る。NH4HF2とHFを原料とする場合、重量比57:（10〜3
0）で混合調製する。得られた溶融塩は100〜150℃の範
囲で保持するのが好ましい。
る。NH4HF2とHFを原料とする場合、重量比57:（10〜3
0）で混合調製する。得られた溶融塩は100〜150℃の範
囲で保持するのが好ましい。
原料のNH4HF2は吸湿性があり水分を含有している。ま
た、該溶融塩自体も極めて吸湿性が強く、このため調製
された溶融塩も１〜２％の水分を含有している。かかる
水分を含有した溶融塩を電解すると、この水分の影響で
OF2ガスとH2ガスが副生し、このOF2ガスとH2ガスは陽極
から発生するNF3ガス中に混入し爆発の原因となる。
た、該溶融塩自体も極めて吸湿性が強く、このため調製
された溶融塩も１〜２％の水分を含有している。かかる
水分を含有した溶融塩を電解すると、この水分の影響で
OF2ガスとH2ガスが副生し、このOF2ガスとH2ガスは陽極
から発生するNF3ガス中に混入し爆発の原因となる。
従って、溶融塩電解法によるNF3ガスの製造において
は、予め電解（本電解）時の電流密度よりも低い電流を
流して行なう、いわゆる脱水電解が不可欠であり、脱水
電解終了後引続いて本電解に移行する。溶融塩中の水分
が1.0％以下ではOF2ガスとH2ガスの副生量が少なく、爆
発の危険性はなくなるため（特願平01−334811）、溶融
塩中の水分が1.0％以下となるまで脱水電解を行なう。
水分の定量に関しては0.2％程度までならば簡便な水分
測定法であるカールフィッシャー法を適用し行なうこと
ができる。
は、予め電解（本電解）時の電流密度よりも低い電流を
流して行なう、いわゆる脱水電解が不可欠であり、脱水
電解終了後引続いて本電解に移行する。溶融塩中の水分
が1.0％以下ではOF2ガスとH2ガスの副生量が少なく、爆
発の危険性はなくなるため（特願平01−334811）、溶融
塩中の水分が1.0％以下となるまで脱水電解を行なう。
水分の定量に関しては0.2％程度までならば簡便な水分
測定法であるカールフィッシャー法を適用し行なうこと
ができる。
脱水電解が終了したならば、電流密度を大きくし、本
電解に移行する。電解の継続により陽極からNF3ガスが
発生し、溶融塩は消費され減少し、やがては陽極３と陰
極４との間の隔壁５の下端をくぐり抜け、低圧側に流入
しNF3ガスとH2ガスが混合し爆発の原因となる。このた
め、適宜、溶融塩を補給しなければならない。
電解に移行する。電解の継続により陽極からNF3ガスが
発生し、溶融塩は消費され減少し、やがては陽極３と陰
極４との間の隔壁５の下端をくぐり抜け、低圧側に流入
しNF3ガスとH2ガスが混合し爆発の原因となる。このた
め、適宜、溶融塩を補給しなければならない。
補給方法としては溶融塩が少量となった時点で電解を
停止し、再度原料を調製した後再び脱水電解、本電解を
繰り返し行なうという回分式方法と、電解中に間歇的に
或は連続的に溶融塩を補給する方法がある。後者の問題
点は補給する溶融塩中の水分により、電解槽中の溶融塩
の水分が1.0％を超える虞があるので、最初に行なう脱
水電解を十分に行ない、かつ補給する溶融塩中の水分が
２％を超えなければ、連続的な供給は十分可能である。
停止し、再度原料を調製した後再び脱水電解、本電解を
繰り返し行なうという回分式方法と、電解中に間歇的に
或は連続的に溶融塩を補給する方法がある。後者の問題
点は補給する溶融塩中の水分により、電解槽中の溶融塩
の水分が1.0％を超える虞があるので、最初に行なう脱
水電解を十分に行ない、かつ補給する溶融塩中の水分が
２％を超えなければ、連続的な供給は十分可能である。
本発明実施に必要な電力の供給方法としては、電解に
使用する直流電源が定電圧制御の行なえるものであれば
該直流電源にて所定の電圧を印加するか、あるいは該直
流電源とは別に定電圧制御の可能な直流電源を使用す
る、等が考えられる。
使用する直流電源が定電圧制御の行なえるものであれば
該直流電源にて所定の電圧を印加するか、あるいは該直
流電源とは別に定電圧制御の可能な直流電源を使用す
る、等が考えられる。
ここでいう印加とは、電源装置を用いて外部から電圧
をかけることをいう。
をかけることをいう。
連続的に電圧を印加するには前記のままで行なえば良
いが、断続的に電圧を印加する場合は、更に直流電源の
制御が必要である。市販の関数発生器18による電圧信号
を直流電源に入力し、この電圧信号に連動させるのが一
般的な方法である。
いが、断続的に電圧を印加する場合は、更に直流電源の
制御が必要である。市販の関数発生器18による電圧信号
を直流電源に入力し、この電圧信号に連動させるのが一
般的な方法である。
電解停止方法としては電流を徐々に絞るか、或は瞬時
に遮断するなどの方法が考えられる。いずれの方法に於
いても電解を停止した瞬間に異常が発生する様なことは
ないため、電解の停止方法は特に制限されない。
に遮断するなどの方法が考えられる。いずれの方法に於
いても電解を停止した瞬間に異常が発生する様なことは
ないため、電解の停止方法は特に制限されない。
本発明の実施には、電解停止後、前記の方法において
電圧を印加するだけでよい。印加する電圧は陰極に対す
る陽極の電位が０〜2.8Vの範囲で行なわれる。陽極及び
陰極が複数配置される電解槽において、陰極と陽極が直
列に複数接続される場合では該電圧は複極数倍される。
電圧を印加するだけでよい。印加する電圧は陰極に対す
る陽極の電位が０〜2.8Vの範囲で行なわれる。陽極及び
陰極が複数配置される電解槽において、陰極と陽極が直
列に複数接続される場合では該電圧は複極数倍される。
印加される電圧が2.8Vを超えると理論的にはNF2ガス
の発生が可能となるため不都合である。実際には諸々の
過電圧が加わるため2.8VではNF2ガスの発生は起こらな
いが、不必要な電圧はエネルギーの損失になるので好ま
しくない。0V未満の場合は陽極上で水素発生が始まる電
圧に近くなるため不都合である。
の発生が可能となるため不都合である。実際には諸々の
過電圧が加わるため2.8VではNF2ガスの発生は起こらな
いが、不必要な電圧はエネルギーの損失になるので好ま
しくない。0V未満の場合は陽極上で水素発生が始まる電
圧に近くなるため不都合である。
断続的に電圧を印加する場合において、無通電時間が
著しく長くなると陽極からはH2ガスが発生するので好ま
しくない。また、無通電時間より通電時間が短い場合に
おいても、H2ガスが発生するので好ましくない。
著しく長くなると陽極からはH2ガスが発生するので好ま
しくない。また、無通電時間より通電時間が短い場合に
おいても、H2ガスが発生するので好ましくない。
断続的に電圧を印加する場合は、少なくとも無通電時
間を10秒未満に、通電時間が0.5秒を越える必要があ
る。
間を10秒未満に、通電時間が0.5秒を越える必要があ
る。
本発明の実施と並行して、電解槽気相部を不活性ガス
で追い出すことは、安全上、より好ましい。但しこの場
合は、少なくとも陽極側気相部９にはキャリアガスの供
給口６が必要である。
で追い出すことは、安全上、より好ましい。但しこの場
合は、少なくとも陽極側気相部９にはキャリアガスの供
給口６が必要である。
不活性ガスとしては窒素（N2）、ヘリウム（He）、ア
ルゴン（Ar）等が容易に入手できるがN2ガスは入手が容
易且つ安価であるため適当である。
ルゴン（Ar）等が容易に入手できるがN2ガスは入手が容
易且つ安価であるため適当である。
尚、電解停止直後でない状態での自然腐食によるH2ガ
ス発生現象に関しても、本発明の実施は安全性の向上に
寄与することは言うまでもない。
ス発生現象に関しても、本発明の実施は安全性の向上に
寄与することは言うまでもない。
（実施例） 以下、実施例により本発明を更に具体的に説明する。
尚、以下において％は特記しない限り容量基準を表わ
す。
尚、以下において％は特記しない限り容量基準を表わ
す。
実施例１ 第１図に示す電解装置を使用して、溶融塩電解による
NF3ガスの製造を行なった。
NF3ガスの製造を行なった。
即ち、電解槽１に酸性弗化アンモニウム（NH4F・HF）
を24kg仕込み、120℃の温度まで昇温しながらこれに無
水のHFを8.5kg徐々に添加して溶融塩２を調製した（HF/
NH4Fモル比2.0、水分含有量1.8重量％）。
を24kg仕込み、120℃の温度まで昇温しながらこれに無
水のHFを8.5kg徐々に添加して溶融塩２を調製した（HF/
NH4Fモル比2.0、水分含有量1.8重量％）。
しかる後、陽極３から陰極４へ20アンペア（Ａ）の電
流を流して、脱水電解を72時間行なった。この時点の溶
融塩２の水分含有量は0.32重量％であったので、電流を
80Aに上昇して本電解に移行した。
流を流して、脱水電解を72時間行なった。この時点の溶
融塩２の水分含有量は0.32重量％であったので、電流を
80Aに上昇して本電解に移行した。
本電解の続行により電解槽１中の溶融塩２が減少する
ので、予め原料槽11で調製したHF/NH4Fモル比が2.0、水
分含有量が1.8重量％の溶融塩12を、12時間毎に0.5kgず
つ間歇的に電解槽１に補給して、本電解を300時間行な
った。
ので、予め原料槽11で調製したHF/NH4Fモル比が2.0、水
分含有量が1.8重量％の溶融塩12を、12時間毎に0.5kgず
つ間歇的に電解槽１に補給して、本電解を300時間行な
った。
電解停止中の電圧の印加を行う方法としては、電解用
直流電源16とは別に定電圧制御の可能な補助直流電源17
を使用し、市販の関数発生器18による電圧信号を該直流
電源に入力し、この電圧信号に連動させる方法を採用し
た。
直流電源16とは別に定電圧制御の可能な補助直流電源17
を使用し、市販の関数発生器18による電圧信号を該直流
電源に入力し、この電圧信号に連動させる方法を採用し
た。
電解の停止は本発明の実施状況を明瞭にするため、電
流を瞬時（１秒以内）に遮断することで行なった。陽極
３と陰極４間の電位差は電解中は４〜5V程度あるが、電
流の遮断と同時に電位差は急激に小さくなる。電位差が
約1Vとなったところで直流電源を電解用直流電源16より
補助直流電源17に切り替えた。
流を瞬時（１秒以内）に遮断することで行なった。陽極
３と陰極４間の電位差は電解中は４〜5V程度あるが、電
流の遮断と同時に電位差は急激に小さくなる。電位差が
約1Vとなったところで直流電源を電解用直流電源16より
補助直流電源17に切り替えた。
印加する電圧は電圧計19で1Vとし、連続して約２時間
通電し、この間30分置きに電解槽中のガスを採取し、ガ
スクロマトグラフィーにて分析を行なった。
通電し、この間30分置きに電解槽中のガスを採取し、ガ
スクロマトグラフィーにて分析を行なった。
尚、ガスの比重を考慮して、ガスの採取位置は陽極側
気相部の上部及び陽極側気相部の下部（液面付近）とし
た。
気相部の上部及び陽極側気相部の下部（液面付近）とし
た。
その結果、第１表に示すようにH2ガスの発生は見られ
なかった。
なかった。
実施例２〜３ 実施例１において印加する電圧を0.5V、2Vとした以外
は実施例１と同様に行なった。
は実施例１と同様に行なった。
その結果、第１表に示すようにH2ガスの発生は見られ
なかった。
なかった。
実施例４ 実施例１において行なった通電を連続して行なわず、
印加する電圧を1V、通電時間0.5秒及び無通電時間0.5秒
で断続した通電を繰り返し行なった以外は実施例１と同
様に行なった。
印加する電圧を1V、通電時間0.5秒及び無通電時間0.5秒
で断続した通電を繰り返し行なった以外は実施例１と同
様に行なった。
その結果、第１表に示すようにH2ガスの発生は殆ど見
られず、120分経過後も安全域であった。
られず、120分経過後も安全域であった。
実施例５ 実施例１において行なった通電を連続して行なわず、
印加する電圧を1V、通電時間１秒及び無通電時間0.5秒
で断続した通電を繰り返し行なった以外は実施例１と同
様に行なった。
印加する電圧を1V、通電時間１秒及び無通電時間0.5秒
で断続した通電を繰り返し行なった以外は実施例１と同
様に行なった。
その結果、第１表に示すようにH2ガスの発生は殆ど見
られず、120分経過後も安全域であった。
られず、120分経過後も安全域であった。
〔発明の効果〕 本発明は以上詳細に説明したように、NH4F・HF系溶融
塩の電解法によりNF3ガスを製造するに際し、電解を停
止した際に起こる自然腐食によるH2ガスと陽極側気相部
に残留するNF3ガスとの混合・爆発を防止するにきわめ
て有効な方法である。
塩の電解法によりNF3ガスを製造するに際し、電解を停
止した際に起こる自然腐食によるH2ガスと陽極側気相部
に残留するNF3ガスとの混合・爆発を防止するにきわめ
て有効な方法である。
したがって、電解を長時間または一時的に中断し、再
び電解を再開するに際し、陽極側気相部にNF3ガス以外
のガスが存在せず、電解を再開しても爆発の危険性もな
く、極めてスムースに短時間のうちに電解が再開できる
ので好都合である。
び電解を再開するに際し、陽極側気相部にNF3ガス以外
のガスが存在せず、電解を再開しても爆発の危険性もな
く、極めてスムースに短時間のうちに電解が再開できる
ので好都合である。
また、断続的な通電を行う場合についても効果は顕著
であり、電力の削減、電極の溶解による消耗の削減に期
待される。
であり、電力の削減、電極の溶解による消耗の削減に期
待される。
尚、本発明の方法は、アンモニアと無水弗化水素酸を
原料として、溶融塩電解法によってNF3ガスを製造する
方法にも適用できることは勿論である。
原料として、溶融塩電解法によってNF3ガスを製造する
方法にも適用できることは勿論である。
第１図は実施例及び比較例で使用した電解装置を示す図
である。 図において、 １……電解槽、２……溶融塩、 ３……陽極、４……陰極、 ５……隔壁、 ６……不活性ガス供給口 ７……NF3ガス出口管、 ８……H2ガス出口管、９……陽極側気相部、 10……加熱装置、11……原料槽、 12……溶融塩、13……原料補給管、 14……弁、15……加熱装置、 16……電解用直流電源 17……補助直流電源、18……関数発生器 19……電圧計、 を示す。
である。 図において、 １……電解槽、２……溶融塩、 ３……陽極、４……陰極、 ５……隔壁、 ６……不活性ガス供給口 ７……NF3ガス出口管、 ８……H2ガス出口管、９……陽極側気相部、 10……加熱装置、11……原料槽、 12……溶融塩、13……原料補給管、 14……弁、15……加熱装置、 16……電解用直流電源 17……補助直流電源、18……関数発生器 19……電圧計、 を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】弗化アンモニウムまたは／及び酸性弗化ア
ンモニウムと無水の弗化水素を原料とする溶融塩電解法
による三弗化窒素ガスの製造方法において、三弗化窒素
ガスの発生の停止（電解停止）直後から三弗化窒素ガス
の発生再開（電解再開）までの間、陽極及び陰極の電極
間に電圧を連続的に印加し、または断続的に印加せしむ
ることを特徴とする三弗化窒素ガスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2137027A JP2896196B2 (ja) | 1990-05-29 | 1990-05-29 | 三弗化窒素ガスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2137027A JP2896196B2 (ja) | 1990-05-29 | 1990-05-29 | 三弗化窒素ガスの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0432592A JPH0432592A (ja) | 1992-02-04 |
| JP2896196B2 true JP2896196B2 (ja) | 1999-05-31 |
Family
ID=15189135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2137027A Expired - Lifetime JP2896196B2 (ja) | 1990-05-29 | 1990-05-29 | 三弗化窒素ガスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2896196B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8945367B2 (en) | 2011-01-18 | 2015-02-03 | Air Products And Chemicals, Inc. | Electrolytic apparatus, system and method for the safe production of nitrogen trifluoride |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006311679A (ja) * | 2005-04-27 | 2006-11-09 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 電力変換装置盤 |
| JP2007074865A (ja) * | 2005-09-08 | 2007-03-22 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 電力変換装置 |
| JP4857889B2 (ja) * | 2006-04-26 | 2012-01-18 | 株式会社明電舎 | 電力変換装置の冷却、防音構造 |
| RU2011153120A (ru) * | 2011-12-23 | 2013-06-27 | Герман Евсеевич Иткин | Энергосберегающий способ проведения электролиза |
-
1990
- 1990-05-29 JP JP2137027A patent/JP2896196B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8945367B2 (en) | 2011-01-18 | 2015-02-03 | Air Products And Chemicals, Inc. | Electrolytic apparatus, system and method for the safe production of nitrogen trifluoride |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0432592A (ja) | 1992-02-04 |
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