JPH0417082B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 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または酸化亜鉛との混
合物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
に放出するに先立つて除去される必要がある。 〔従来の技術および解決すべき問題点〕 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56−84619
号公報および特開昭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、不便であつ
た。 一方、特開昭58−128146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ツトはあるが、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。 本発明者は、これら従来技術の欠点を改善すべ
く、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、銅や亜鉛の
酸化物に、ガス状珪素化合物含有ガスを接触させ
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。 〔問題を解決するための手段、作用〕 すなわち、本発明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除去する除去剤であ
つて、酸化第二銅または酸化第二銅と酸化亜鉛と
の混合物を有効成分として含有せしめてなる除去
剤である。 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。 本発明の除去剤によつ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
SinH₂n＋２−mXm（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。 本発明の除去剤は酸化第二銅またはこれに酸化
亜鉛を混合したものである。 これらの中でも酸化第二銅と酸化亜鉛との混合
物が好ましい。 除去剤としては市販の酸化第二銅、酸化亜鉛を
そのまま使用してもよく、また銅や亜鉛の硝酸
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
沈澱物を焼成して酸化物とし、これを除去剤とし
てもよい。なおこれらの除去剤中には焼成工程に
おいて分解されなかつた水酸化銅、水酸化亜鉛、
水和酸化銅（たとえば4CuO・H₂O）あるいは塩
基性炭酸銅（たとえばCu（OH）₂・nCuCO₃）、塩
基性炭酸亜鉛（たとえばZn（OH）₂・nZnCO₃）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。 本発明の除去剤はそれ自体をたとえばペレツト
などに成型して用いてもよく、またたとえば活性
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て用いてもよい
がガス状珪素化合物の除去量を増化させるために
は前者が好ましい。 除去剤を成型する方法としては、従来公知の乾
式法あるいは湿式法を用いることができる。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および／または亜塩の
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。 本発明の除去剤は前記のよう成型されるかまた
は成型されずに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および酸化亜鉛
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。 SiH₄CuO ――→ Si＋2H₂ 2SiH₂Cl₂＋2CuO →Si＋2CuCl₂＋2H₂＋SiO₂ 2SiH₂Cl₂＋2CuO CuO ――→ Si＋2ZnCl₂＋2H₂＋SiO₂ 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10〜20000hr^-1とされ、好
ましくは50〜10000hr^-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、湿潤状態であつても充填
筒内で結露する程に湿つてなければ良い。 接触温度には制限はないが、通常は常温乃至室
温でよく特に加熱する必要はない。しかし、高温
において除去能力は幾分大きくなるので加熱する
ことを妨げるものではない。 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つてもよ
い。 〔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。 実施例 イ 除去剤の調製 除去剤としての酸化第二銅および酸化亜鉛の
それぞれは硝酸銅および硝酸亜鉛のそれぞれと
炭酸ソーダから得られた沈澱物をそれぞれ
過、洗浄した後200〜300℃で5hr焼成すること
によつて製造した。また酸化第二銅と酸化亜鉛
との混合物は、硝酸銅と硝酸亜鉛とを銅および
亜鉛の原子比で２：１の割合で混合した水溶液
と炭酸ソーダから得られた沈澱物を過洗浄し
た後、200〜300℃で5hr焼成することによつて
製造した。これらの除去剤を粉砕した後、それ
ぞれ打錠成型機で４mmφ×３mmｈのペレツトに
成型し、これら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
て除去テストを行つた。 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つて充
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。

【表】 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。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 有害成分としてガス中に含有されたガス状珪
   素化合物を除去する除去剤であつて、酸化第二銅
   または酸化第二銅と酸化亜鉛との混合物を有効成
   分として含有せしめてなる除去剤。