JPH0986909A - 高純度三フッ化窒素ガスの製造方法 - Google Patents
高純度三フッ化窒素ガスの製造方法Info
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- JPH0986909A JPH0986909A JP7251177A JP25117795A JPH0986909A JP H0986909 A JPH0986909 A JP H0986909A JP 7251177 A JP7251177 A JP 7251177A JP 25117795 A JP25117795 A JP 25117795A JP H0986909 A JPH0986909 A JP H0986909A
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- anode
- nitrogen trifluoride
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 純度９８．５重量％以上のニッケル電
極を用い、電解液として酸性フッ化アンモニウムを電解
液として純度９９．８重量％以上のフッ酸ガスと純度９
９．５重量％以上のアンモニアガスとを反応させて得ら
れた酸性フッ化アンモニウムを使用し、溶融塩電解法に
より三フッ化窒素ガスを製造する。 【効果】 高純度の三フッ化窒素ガスを容易に製
造することが可能となった。また、所定の電極への変更
及び所定の原料へ変更することによって従来の設備を何
等変更することなく、実施することが出来る等、工業的
かつ経済的に有利である。
極を用い、電解液として酸性フッ化アンモニウムを電解
液として純度９９．８重量％以上のフッ酸ガスと純度９
９．５重量％以上のアンモニアガスとを反応させて得ら
れた酸性フッ化アンモニウムを使用し、溶融塩電解法に
より三フッ化窒素ガスを製造する。 【効果】 高純度の三フッ化窒素ガスを容易に製
造することが可能となった。また、所定の電極への変更
及び所定の原料へ変更することによって従来の設備を何
等変更することなく、実施することが出来る等、工業的
かつ経済的に有利である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高純度の三フッ化窒素
（ＮＦ3 ）の製造法に関する。更に、詳しくは、工業的
に、高純度の三フッ化窒素を安価に提供する製造方法に
関し、所定の純度のフッ酸ガス及びアンモニアガスを反
応せしめ、得られた酸性フッ化アンモニウムを電解液と
し、更には陽極及び陰極に所定の純度のニッケル電極を
用い、溶融塩電解法によって電解を行うことを特徴とす
るものである。本発明における高純度の三フッ化窒素
（ＮＦ3 ）とは、純度９９．９９容量％（以下４Ｎとい
う）以上のものをいう。
（ＮＦ3 ）の製造法に関する。更に、詳しくは、工業的
に、高純度の三フッ化窒素を安価に提供する製造方法に
関し、所定の純度のフッ酸ガス及びアンモニアガスを反
応せしめ、得られた酸性フッ化アンモニウムを電解液と
し、更には陽極及び陰極に所定の純度のニッケル電極を
用い、溶融塩電解法によって電解を行うことを特徴とす
るものである。本発明における高純度の三フッ化窒素
（ＮＦ3 ）とは、純度９９．９９容量％（以下４Ｎとい
う）以上のものをいう。
【０００２】
【従来の技術とその問題点】三フッ化窒素は、電子材料
向け、特にＣＶＤ装置のクリーリングガスとして、また
半導体のドライエッチング剤やＴＦＴの液晶分野での枚
葉式装置のクリーニング用として、近年注目され、その
生産量は著しく伸びている。
向け、特にＣＶＤ装置のクリーリングガスとして、また
半導体のドライエッチング剤やＴＦＴの液晶分野での枚
葉式装置のクリーニング用として、近年注目され、その
生産量は著しく伸びている。
【０００３】これらの用途に使用されるＮＦ3 ガスは、
近年、益々高純度のものが要求されて来ている。
近年、益々高純度のものが要求されて来ている。
【０００４】従来より、ＮＦ3 の溶融塩電解による製造
法としては、種々の方法が提案されている。例えば、用
いる電極については、工業的には、陽極にニッケルを使
用する方法が不純物分、例えばＣＦ4 を生成しないこと
で広く用いられている。
法としては、種々の方法が提案されている。例えば、用
いる電極については、工業的には、陽極にニッケルを使
用する方法が不純物分、例えばＣＦ4 を生成しないこと
で広く用いられている。
【０００５】また、用いる溶融塩電解を行う際の原料と
しては、本出願人による方法；特開平4-56789 などによ
る方法は、従来技術と比較して、不純物分が少ない点で
好ましい方法である。しかしながら、近年、技術の進歩
に伴い、高純度のＮＦ3 ガスのニーズがあり、更なる、
製品ガスの高純度化が必要であった。
しては、本出願人による方法；特開平4-56789 などによ
る方法は、従来技術と比較して、不純物分が少ない点で
好ましい方法である。しかしながら、近年、技術の進歩
に伴い、高純度のＮＦ3 ガスのニーズがあり、更なる、
製品ガスの高純度化が必要であった。
【０００６】ガスの精製を行う方法としては、電解して
得られた粗ガス（以下粗ガスという。）を、精製装置に
導き、例えば、ゼオライト、活性アルミナ、シリカゲル
等による吸着及び／または薬液洗浄処理及び／またはプ
ラズマ分解及び／または深冷分離及び／またはガスの液
化精留等、これらの装置の組み合わせによってガスの精
製を行う方法が知られている。
得られた粗ガス（以下粗ガスという。）を、精製装置に
導き、例えば、ゼオライト、活性アルミナ、シリカゲル
等による吸着及び／または薬液洗浄処理及び／またはプ
ラズマ分解及び／または深冷分離及び／またはガスの液
化精留等、これらの装置の組み合わせによってガスの精
製を行う方法が知られている。
【０００７】粗ガス中の不純物分としては、キャリヤー
ガス成分及び水分（Ｈ2 Ｏ）を除いては、亜酸化窒素
（Ｎ2 Ｏ）、二酸化炭素（ＣＯ2 ）、一酸化炭素（Ｃ
Ｏ）、二フッ化二窒素（Ｎ2 Ｆ2 ）、二フッ化酸素（Ｏ
Ｆ2 ）、六フッ化硫黄（ＳＦ6 ）、四フッ化炭素（ＣＦ
4 ）などを多く含んでいるため精製が必要であり、前述
の精製装置にて粗ガスの精製を実施していた。
ガス成分及び水分（Ｈ2 Ｏ）を除いては、亜酸化窒素
（Ｎ2 Ｏ）、二酸化炭素（ＣＯ2 ）、一酸化炭素（Ｃ
Ｏ）、二フッ化二窒素（Ｎ2 Ｆ2 ）、二フッ化酸素（Ｏ
Ｆ2 ）、六フッ化硫黄（ＳＦ6 ）、四フッ化炭素（ＣＦ
4 ）などを多く含んでいるため精製が必要であり、前述
の精製装置にて粗ガスの精製を実施していた。
【０００８】これら精製装置を用いる場合は、ＮＦ３
の収率を充分に考慮しながら不純物分の含有量やバラツ
キによって、性能をその都度コントロールする必要があ
り、例えば吸着剤を用いた場合は、吸着速度、吸着剤の
更新、再生頻度の変更等種々の条件のパラメータを変化
させる必要があり、その分労力を要すると共に、得られ
た精製ガスについても、かなりの頻度で製品の純度のバ
ラツキを調査する必要がある等の品質管理が大変であ
り、その分製造コストの増加を招いていた。
の収率を充分に考慮しながら不純物分の含有量やバラツ
キによって、性能をその都度コントロールする必要があ
り、例えば吸着剤を用いた場合は、吸着速度、吸着剤の
更新、再生頻度の変更等種々の条件のパラメータを変化
させる必要があり、その分労力を要すると共に、得られ
た精製ガスについても、かなりの頻度で製品の純度のバ
ラツキを調査する必要がある等の品質管理が大変であ
り、その分製造コストの増加を招いていた。
【０００９】更に、４Ｎ（純度９９．９９％）、５Ｎ
（純度９９．９９９％）あるいはそれ以上の高純度のＮ
Ｆ3 ガスを工業的に製造する場合、粗ガス中の不純物レ
ベル、即ち微量成分量が問題となってくる。例えば、精
製装置の増強のみで３Ｎより４Ｎ以上の高純度化を図っ
た場合は、ＮＦ３の収率はもちろんの事精製装置も従来
のものに比べて大幅に増強する必要が有った。本発明者
らの研究によれば、従来の精製コストの２倍以上は必要
と推定された。粗ガスの精製し、純度を高め、高純度化
を図る際、該精製装置のみで実施することは、装置上工
業的にかつ経済的に限界点があり、高純度のガスを、よ
り経済的に製造することが、実質的に、困難であった。
（純度９９．９９９％）あるいはそれ以上の高純度のＮ
Ｆ3 ガスを工業的に製造する場合、粗ガス中の不純物レ
ベル、即ち微量成分量が問題となってくる。例えば、精
製装置の増強のみで３Ｎより４Ｎ以上の高純度化を図っ
た場合は、ＮＦ３の収率はもちろんの事精製装置も従来
のものに比べて大幅に増強する必要が有った。本発明者
らの研究によれば、従来の精製コストの２倍以上は必要
と推定された。粗ガスの精製し、純度を高め、高純度化
を図る際、該精製装置のみで実施することは、装置上工
業的にかつ経済的に限界点があり、高純度のガスを、よ
り経済的に製造することが、実質的に、困難であった。
【００１０】
【発明を解決するための手段】本発明の目的は上記問題
点に鑑み、工業的にかつ経済的に高純度のＮＦ3 を製造
する方法に関し、用いる電極、電解液用の原料を所定の
成分とすることを特徴とするものであり、粗ガス中の不
純物レベルを大幅に低減させることで、高純度のＮＦ3
ガスを工業的かつ経済的に容易に製造することを見い出
し、本発明を完成するに至ったものである。
点に鑑み、工業的にかつ経済的に高純度のＮＦ3 を製造
する方法に関し、用いる電極、電解液用の原料を所定の
成分とすることを特徴とするものであり、粗ガス中の不
純物レベルを大幅に低減させることで、高純度のＮＦ3
ガスを工業的かつ経済的に容易に製造することを見い出
し、本発明を完成するに至ったものである。
【００１１】即ち、本発明における高純度ＮＦ3 の製造
方法とは、金属電極を用いて溶融塩電解法により高純度
の三フッ化窒素を製造する方法において、金属電極とし
てはニッケルを用い、電解液用の原料としては、フッ酸
ガス及びアンモニアガスを反応せしめ、酸性フッ化アン
モニウムとし、該酸性フッ化アンモニウムを電解液とす
ることを特徴とする方法で、用いる金属電極としてのニ
ッケルはニッケルの純度が、98.5wt％以上を特徴とし、
用いるフッ酸ガスとしては、純度99.8wt％以上を特徴と
し、用いるアンモニアガスとしては、純度99.5wt％を特
徴とする方法である。
方法とは、金属電極を用いて溶融塩電解法により高純度
の三フッ化窒素を製造する方法において、金属電極とし
てはニッケルを用い、電解液用の原料としては、フッ酸
ガス及びアンモニアガスを反応せしめ、酸性フッ化アン
モニウムとし、該酸性フッ化アンモニウムを電解液とす
ることを特徴とする方法で、用いる金属電極としてのニ
ッケルはニッケルの純度が、98.5wt％以上を特徴とし、
用いるフッ酸ガスとしては、純度99.8wt％以上を特徴と
し、用いるアンモニアガスとしては、純度99.5wt％を特
徴とする方法である。
【００１２】
【発明の詳細な開示】以下、本発明を、添付する図面を
参照しながら詳細に説明する。
参照しながら詳細に説明する。
【００１３】図１は本発明の実施に好適な一実施態様の
フローシートを示す図である。図１において、所定量の
フッ酸ガス（ＨＦ）及びアンモニアガス（ＮＨ3 ）を、
原料調合槽に導き、反応せしめ、酸性フッ化アンモニウ
ムとし、該酸性フッ化アンモニウムを電解槽へ供給し、
溶融塩電解法によって電極の陽極側に、ＮＦ3ガスを生
成せしめる。尚、原料調製槽は適量の窒素ガス、アルゴ
ンガス、ヘリウムガス等にて外気の影響を受けない目的
でシールすることが好ましい。
フローシートを示す図である。図１において、所定量の
フッ酸ガス（ＨＦ）及びアンモニアガス（ＮＨ3 ）を、
原料調合槽に導き、反応せしめ、酸性フッ化アンモニウ
ムとし、該酸性フッ化アンモニウムを電解槽へ供給し、
溶融塩電解法によって電極の陽極側に、ＮＦ3ガスを生
成せしめる。尚、原料調製槽は適量の窒素ガス、アルゴ
ンガス、ヘリウムガス等にて外気の影響を受けない目的
でシールすることが好ましい。
【００１４】用いるフッ酸ガス（ＨＦ）としては、純度
99.8wt％以上、用いるアンモニアガス（ＮＨ3 ）として
は純度99.5wt％以上、用いる電極としてのニッケル（Ｎ
ｉ）の純度としては、純度98.5wt％以上、であることが
好ましい。フッ酸ガス純度99.8wt％以下及び／またはア
ンモニアガス99.5wt％以下及び／または電極として用い
るニッケルの純度98.5wt％以下になれは、三フッ化窒素
の純度４Ｎ以上の高純度品を得ることが、難しくなり、
好適でない。
99.8wt％以上、用いるアンモニアガス（ＮＨ3 ）として
は純度99.5wt％以上、用いる電極としてのニッケル（Ｎ
ｉ）の純度としては、純度98.5wt％以上、であることが
好ましい。フッ酸ガス純度99.8wt％以下及び／またはア
ンモニアガス99.5wt％以下及び／または電極として用い
るニッケルの純度98.5wt％以下になれは、三フッ化窒素
の純度４Ｎ以上の高純度品を得ることが、難しくなり、
好適でない。
【００１５】フッ酸ガスとアンモニアガスとの反応は、
極めて速やかに進むため、特に充分な撹拌等も不要で、
フッ酸ガスとアンモニアガスが接触出来るものであれば
特に限定はない。また、反応条件としては、ＨＦ／ＮＨ
4 Ｆモル比として１．５〜２．０程度が好適である。
極めて速やかに進むため、特に充分な撹拌等も不要で、
フッ酸ガスとアンモニアガスが接触出来るものであれば
特に限定はない。また、反応条件としては、ＨＦ／ＮＨ
4 Ｆモル比として１．５〜２．０程度が好適である。
【００１６】また、用いる電極、フッ酸ガス及びアンモ
ニアガスは、多種多用な不純物を含んでいる。例えば、
フッ酸ガスは、水分、二酸化硫黄や硫酸に代表される硫
黄分、ケイフッ化水素酸に代表されるケイ素分、二酸化
炭素や一酸化炭素やその他の炭素分、酸素分及びその他
微量成分がある。アンモニアガスは、水分、二酸化硫黄
や硫酸に代表される硫黄分、二酸化炭素や一酸化炭素や
その他の炭素分、酸素分及びその他微量成分がある、ニ
ッケル電極は、水分や炭素分を含め、微量金属Mn、Fe、
S 、Si、Cu、Mo、Cr、P 、Al、Ti、Na、K 、Co、W 等の
微量成分を含有している。
ニアガスは、多種多用な不純物を含んでいる。例えば、
フッ酸ガスは、水分、二酸化硫黄や硫酸に代表される硫
黄分、ケイフッ化水素酸に代表されるケイ素分、二酸化
炭素や一酸化炭素やその他の炭素分、酸素分及びその他
微量成分がある。アンモニアガスは、水分、二酸化硫黄
や硫酸に代表される硫黄分、二酸化炭素や一酸化炭素や
その他の炭素分、酸素分及びその他微量成分がある、ニ
ッケル電極は、水分や炭素分を含め、微量金属Mn、Fe、
S 、Si、Cu、Mo、Cr、P 、Al、Ti、Na、K 、Co、W 等の
微量成分を含有している。
【００１７】本発明者らの研究によれば、三フッ化窒素
ガス中の主な不純物分はN2O,CO2,CO,N2F2,OF2,SF6,CF4
であり、その構成成分としては、N,O,C,F,S であり、三
弗化窒素(NF3) の構成成分を除けば、O,C,S の成分とな
る、即ち、原料中等の不純物成分のうち、特にO,C,S か
らなる構成成分をコントロールすれば良いことになる。
しかしながら、微量であるためその不純物が何であるか
の同定は非常に困難である。そこで、それに代わるもの
として本発明では電極、フッ酸ガス及びアンモニアガス
の純度を特定することを見出したものである。
ガス中の主な不純物分はN2O,CO2,CO,N2F2,OF2,SF6,CF4
であり、その構成成分としては、N,O,C,F,S であり、三
弗化窒素(NF3) の構成成分を除けば、O,C,S の成分とな
る、即ち、原料中等の不純物成分のうち、特にO,C,S か
らなる構成成分をコントロールすれば良いことになる。
しかしながら、微量であるためその不純物が何であるか
の同定は非常に困難である。そこで、それに代わるもの
として本発明では電極、フッ酸ガス及びアンモニアガス
の純度を特定することを見出したものである。
【００１８】用いる原料ソースの各種不純物の含有量に
より、得られる三フッ化窒素ガスの純度への影響は異な
るが、本発明者等の研究によれば、電極として用いるニ
ッケル、フッ酸ガス及びアンモニアガスの純度を特定
し、本発明の記載の範囲内の純度を満足していれば、得
られた粗ガスを、従来と同様の精製装置に導くことで、
高純度の三フッ化窒素ガスを容易に得ることが出来るも
のである。
より、得られる三フッ化窒素ガスの純度への影響は異な
るが、本発明者等の研究によれば、電極として用いるニ
ッケル、フッ酸ガス及びアンモニアガスの純度を特定
し、本発明の記載の範囲内の純度を満足していれば、得
られた粗ガスを、従来と同様の精製装置に導くことで、
高純度の三フッ化窒素ガスを容易に得ることが出来るも
のである。
【００１９】尚、本発明における純度とは、ニッケルは
ニッケル（Ｎｉ）としての純度を示し、フッ酸ガス及び
アンモニアガス中の不純物のうち水分を除いた状態での
それぞれフッ酸（ＨＦ）及びアンモニア（ＮＨ3 ）の純
度をいう。但し、両者のガス中の水分は、精製工程にて
他の不純物とは異なり容易に、取り除くことが出来るた
め高純度の三フッ化窒素ガスを得る際に大きな障害とは
ならないが、用いる材質等の点から、本発明者等の研究
によれば、Ｈ2 Ｏとして、０．０１容量％以下が好まし
い。
ニッケル（Ｎｉ）としての純度を示し、フッ酸ガス及び
アンモニアガス中の不純物のうち水分を除いた状態での
それぞれフッ酸（ＨＦ）及びアンモニア（ＮＨ3 ）の純
度をいう。但し、両者のガス中の水分は、精製工程にて
他の不純物とは異なり容易に、取り除くことが出来るた
め高純度の三フッ化窒素ガスを得る際に大きな障害とは
ならないが、用いる材質等の点から、本発明者等の研究
によれば、Ｈ2 Ｏとして、０．０１容量％以下が好まし
い。
【００２０】生成した粗ガスであるＮＦ3 ガスは、水、
亜硫酸ソーダ及び水酸化カリウムの薬液洗浄等によるガ
ス洗浄装置、天然ゼオライトを充填した吸着塔に導いた
後、液化し精留塔に導き、精留を行った後再び気化器に
てガス化を行い高純度の三フッ化窒素ガスを得る。
亜硫酸ソーダ及び水酸化カリウムの薬液洗浄等によるガ
ス洗浄装置、天然ゼオライトを充填した吸着塔に導いた
後、液化し精留塔に導き、精留を行った後再び気化器に
てガス化を行い高純度の三フッ化窒素ガスを得る。
【００２１】図２は、本発明における、図１における電
解槽の詳細を示す図である。図２において、反応せしめ
た酸性フッ化アンモニウムを電解槽本体１に導き、電解
液２とする。電解液の供給は、連続式あるいは回分式い
ずれでもかまわないが、連続的に一定量の三フッ化窒素
を得ようとした場合、連続式が好ましい。電解槽本体１
は、陽極室３と陰極室５に隔板７にて、仕切られてい
る。陽極室３には、所定の純度のニッケル陽極４があ
り、陰極室５には陽極４と同じ純度の陰極６が取り付け
られている。尚、電解槽本体１は、陽極及び陰極が複数
個からなるものでも特に問題はなく、工業的には、生産
効率等から複数個の構成が一般的である。
解槽の詳細を示す図である。図２において、反応せしめ
た酸性フッ化アンモニウムを電解槽本体１に導き、電解
液２とする。電解液の供給は、連続式あるいは回分式い
ずれでもかまわないが、連続的に一定量の三フッ化窒素
を得ようとした場合、連続式が好ましい。電解槽本体１
は、陽極室３と陰極室５に隔板７にて、仕切られてい
る。陽極室３には、所定の純度のニッケル陽極４があ
り、陰極室５には陽極４と同じ純度の陰極６が取り付け
られている。尚、電解槽本体１は、陽極及び陰極が複数
個からなるものでも特に問題はなく、工業的には、生産
効率等から複数個の構成が一般的である。
【００２２】電解の条件としては、三フッ化窒素の溶融
塩電解法として温度１１０〜１４０℃程度に保持し、電
解槽本体１にある電極４及び６に直流の電流を通電して
溶融塩電解を行う。電解時の電圧は５〜１０Ｖ、電流密
度は１〜１５Ａ／ｄｍ2 程度で実施される。
塩電解法として温度１１０〜１４０℃程度に保持し、電
解槽本体１にある電極４及び６に直流の電流を通電して
溶融塩電解を行う。電解時の電圧は５〜１０Ｖ、電流密
度は１〜１５Ａ／ｄｍ2 程度で実施される。
【００２３】この溶融塩電解によって、陽極からは、Ｎ
Ｆ3 ガスが、また陰極からはＨ2 ガスが発生する。尚、
電解槽１には発生したＮＦ3 ガスとＨ2 ガスの混合を避
けるために陽極４と陰極６の間に隔板７が設けてある。
Ｆ3 ガスが、また陰極からはＨ2 ガスが発生する。尚、
電解槽１には発生したＮＦ3 ガスとＨ2 ガスの混合を避
けるために陽極４と陰極６の間に隔板７が設けてある。
【００２４】電極から発生したＮＦ3 ガス及びＨ2 ガス
は混合しないようにそれぞれ個別の導管８及び９にて取
り出される。導管８にて取り出された粗ＮＦ3 ガスは精
製装置へ導かれる。また、陰極６から発生したＨ2 ガス
は、除外装置（図示していない）等を経て、大気中に放
出される。
は混合しないようにそれぞれ個別の導管８及び９にて取
り出される。導管８にて取り出された粗ＮＦ3 ガスは精
製装置へ導かれる。また、陰極６から発生したＨ2 ガス
は、除外装置（図示していない）等を経て、大気中に放
出される。
【００２５】精製装置（方法）としては、例えば、従来
より一般的に使用されている薬液洗浄によるガス洗浄装
置、吸着剤を用いた吸着塔及び精留塔等からなる精製装
置で良い。
より一般的に使用されている薬液洗浄によるガス洗浄装
置、吸着剤を用いた吸着塔及び精留塔等からなる精製装
置で良い。
【００２６】尚、電解に際して、電解反応をマイルドに
進行させるためと、陽極室３及び陰極室５の圧力を出来
るだけ均一に維持する目的で窒素ガス、アルゴンガス、
ヘリウムガスなどの不活性ガスをキャリアーガスとして
それぞれ適量、陽極室３及び陰極室５へ導管１０及び１
１を通して導く。
進行させるためと、陽極室３及び陰極室５の圧力を出来
るだけ均一に維持する目的で窒素ガス、アルゴンガス、
ヘリウムガスなどの不活性ガスをキャリアーガスとして
それぞれ適量、陽極室３及び陰極室５へ導管１０及び１
１を通して導く。
【００２７】このキャリアーガスの純度としては、ＮＦ
3 の純度に影響を与えない純度即ち、製造しようとする
ＮＦ３の純度と同程度のものが好ましく、本発明者等の
研究では、純度４Ｎ以上が好ましく、６Ｎ以上が好適で
ある。該キャリアーガスとしては、工業的には、安価で
かつ高純度品を容易に入手可能な、窒素ガスの使用が好
ましい。
3 の純度に影響を与えない純度即ち、製造しようとする
ＮＦ３の純度と同程度のものが好ましく、本発明者等の
研究では、純度４Ｎ以上が好ましく、６Ｎ以上が好適で
ある。該キャリアーガスとしては、工業的には、安価で
かつ高純度品を容易に入手可能な、窒素ガスの使用が好
ましい。
【００２８】
【実施例】以下実施例により本発明をより具体的に説明
する。
する。
【００２９】実施例１ 図１、図２に示すフローシート及び電解槽を用いて溶融
塩電解法によりＮＦ3の製造をおこなった。まず、純度9
9.90 〜99.95wt ％のフッ酸ガス2.00kg/hr と純度99.6
〜99.7wt％のアンモニアガス0.71kg/hr とをSS-400にフ
ッ素樹脂であるPFA をライニングした500Lの反応器に
て、純度99.9999 ％のN2ガスのシール下で反応させ、Ｈ
Ｆ／ＮＨ4 Ｆのモル比が１．７モルの酸性フッ化アンモ
ニウムを得た。
塩電解法によりＮＦ3の製造をおこなった。まず、純度9
9.90 〜99.95wt ％のフッ酸ガス2.00kg/hr と純度99.6
〜99.7wt％のアンモニアガス0.71kg/hr とをSS-400にフ
ッ素樹脂であるPFA をライニングした500Lの反応器に
て、純度99.9999 ％のN2ガスのシール下で反応させ、Ｈ
Ｆ／ＮＨ4 Ｆのモル比が１．７モルの酸性フッ化アンモ
ニウムを得た。
【００３０】次に、SUS-304 にフッ素樹脂であるPFA を
ライニングした容量450Lの電解槽（電極が３セットあ
り）に酸性フッ化アンモニウムを連続的に供給しなが
ら、１２０℃の温度に調整した。つぎに、陽極室にキャ
リアーガスとしてＮ2ガスを0.1L／ｍｉｎの流量で導入
しながら陽極から陰極に電圧５ボルト（Ｖ）及び２５０
アンペア（Ａ）の電流を流して電解を行った。このと
き、陽極及び陰極は純度99.0wt％のニッケル製とした。
製造は連続約3、000時間実施した。
ライニングした容量450Lの電解槽（電極が３セットあ
り）に酸性フッ化アンモニウムを連続的に供給しなが
ら、１２０℃の温度に調整した。つぎに、陽極室にキャ
リアーガスとしてＮ2ガスを0.1L／ｍｉｎの流量で導入
しながら陽極から陰極に電圧５ボルト（Ｖ）及び２５０
アンペア（Ａ）の電流を流して電解を行った。このと
き、陽極及び陰極は純度99.0wt％のニッケル製とした。
製造は連続約3、000時間実施した。
【００３１】陽極室からの発生した粗ガスを水、亜硫酸
ソーダ及び水酸化カリウムの薬液洗浄によるガス洗浄装
置、天然ゼオライトを充填した吸着塔に導いた後、−１
３５℃にて液化し先に精留塔に導き、６時間精留を行っ
た後再び気化器にてガス化を行い、該出口ガスをガスメ
ーターによりガス量を測定した。また出口ガス純度分析
は、オンラインのガスクロマトグラフィー用いて分析し
た。その結果、ガス量１０〜１１Ｌ／ｍｉｎあり、得ら
れたＮＦ3 ガスの純度は表１の通りであった。
ソーダ及び水酸化カリウムの薬液洗浄によるガス洗浄装
置、天然ゼオライトを充填した吸着塔に導いた後、−１
３５℃にて液化し先に精留塔に導き、６時間精留を行っ
た後再び気化器にてガス化を行い、該出口ガスをガスメ
ーターによりガス量を測定した。また出口ガス純度分析
は、オンラインのガスクロマトグラフィー用いて分析し
た。その結果、ガス量１０〜１１Ｌ／ｍｉｎあり、得ら
れたＮＦ3 ガスの純度は表１の通りであった。
【００３２】
【表１】
【００３３】実施例２ 実施例１と同一の装置にて、フッ酸ガスの純度を99.90
〜99.95wt％、アンモニアガスの純度を99.6〜99.7wt%、
電極の純度を99.0wt％とした以外は実施例１と同じ条件
とした。得られたＮＦ3 の純度を分析したところ、表２
に示す結果が得られた。尚、電解は２、０００時間行っ
た。
〜99.95wt％、アンモニアガスの純度を99.6〜99.7wt%、
電極の純度を99.0wt％とした以外は実施例１と同じ条件
とした。得られたＮＦ3 の純度を分析したところ、表２
に示す結果が得られた。尚、電解は２、０００時間行っ
た。
【００３４】
【表２】
【００３５】比較例１ 実施例１と同一の装置にて電極の純度を98.3wt％とした
以外は、実施例１と同じ条件にて実施した。得られたＮ
Ｆ3 の純度を分析したところ、表３に示す結果となり、
純度４Ｎを下回った。尚、得られた製品純度が低いため
電解は１、０００時間で停止した。
以外は、実施例１と同じ条件にて実施した。得られたＮ
Ｆ3 の純度を分析したところ、表３に示す結果となり、
純度４Ｎを下回った。尚、得られた製品純度が低いため
電解は１、０００時間で停止した。
【００３６】
【表３】
【００３７】比較例２ 実施例１と同一の装置にてフッ酸ガスの純度を97.5〜9
8.0ｗｔ％とした以外は、実施例１と同じ条件にて実施
した。得られたＮＦ3 の純度を分析したところ、表４に
示す結果となり、純度４Ｎを下回った。尚、得られた製
品純度が低いため電解は６００時間で停止した。
8.0ｗｔ％とした以外は、実施例１と同じ条件にて実施
した。得られたＮＦ3 の純度を分析したところ、表４に
示す結果となり、純度４Ｎを下回った。尚、得られた製
品純度が低いため電解は６００時間で停止した。
【００３８】
【表４】
【００３９】比較例３ 実施例１と同一の装置にてアンモニアガスの純度を97.0
〜98.5wt％とした以外は、実施例１と同じ条件にて実施
した。得られたＮＦ3 の純度を分析したところ、表５に
示す結果となり、純度４Ｎを下回った。尚、得られた製
品純度が低いため電解は７００時間で停止した。
〜98.5wt％とした以外は、実施例１と同じ条件にて実施
した。得られたＮＦ3 の純度を分析したところ、表５に
示す結果となり、純度４Ｎを下回った。尚、得られた製
品純度が低いため電解は７００時間で停止した。
【００４０】
【表５】
【００４１】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明は、
工業的に、高純度の三フッ化窒素ガス（ＮＦ3 ）を安価
に製造する方法において、所定の純度のフッ酸ガス及び
アンモニアガスを反応せしめ、得られた酸性フッ化アン
モニウムを電解液とし、更には陽極及び陰極に所定の純
度のニッケル電極を用い、溶融塩電解法によって電解を
行うという極めて簡単な方法である。
工業的に、高純度の三フッ化窒素ガス（ＮＦ3 ）を安価
に製造する方法において、所定の純度のフッ酸ガス及び
アンモニアガスを反応せしめ、得られた酸性フッ化アン
モニウムを電解液とし、更には陽極及び陰極に所定の純
度のニッケル電極を用い、溶融塩電解法によって電解を
行うという極めて簡単な方法である。
【００４２】電極及び用いる原料の純度を特定すること
で、従来達成することか困難であった高純度のＮＦ3 の
製造も本発明の方法によって容易に実施することが可能
となり、その意義は大きい。
で、従来達成することか困難であった高純度のＮＦ3 の
製造も本発明の方法によって容易に実施することが可能
となり、その意義は大きい。
【００４３】また、本発明に開示した、所定の電極への
変更及び所定の原料へ変更することによって従来の設備
を何等変更することなく、本発明の効果を容易に受ける
ことが出来る等、本発明の工業的かつ経済的効果は極め
て、大なるものがある。
変更及び所定の原料へ変更することによって従来の設備
を何等変更することなく、本発明の効果を容易に受ける
ことが出来る等、本発明の工業的かつ経済的効果は極め
て、大なるものがある。
【図１】本発明を実施するに適したフローシートの１例
を示す図
を示す図
【図２】本発明を実施するに適した電解槽の１例を示す
図
図
１ 電解槽本体 ２ 電解液 ３ 陽極室 ４ 陽極 ５ 陰極室 ６ 陰極 ７ 隔板 ８、９ 導管 １０、１１ キャリアーガス用導管
Claims (1)
- 【請求項１】 ニッケル電極を用いて酸性フッ化ア
ンモニウムを電解液とし溶融塩電解法により高純度の三
フッ化窒素を製造する方法において、該ニッケル電極が
純度98.5重量％以上であり、該酸性フッ化アンモニウム
が純度99.8重量％以上のフッ酸ガスと純度99.5重量％以
上のアンモニアガスとを反応させて得られることを特徴
とする高純度三フッ化窒素ガスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7251177A JPH0986909A (ja) | 1995-09-28 | 1995-09-28 | 高純度三フッ化窒素ガスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7251177A JPH0986909A (ja) | 1995-09-28 | 1995-09-28 | 高純度三フッ化窒素ガスの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0986909A true JPH0986909A (ja) | 1997-03-31 |
Family
ID=17218835
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7251177A Pending JPH0986909A (ja) | 1995-09-28 | 1995-09-28 | 高純度三フッ化窒素ガスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0986909A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100577960B1 (ko) * | 2004-07-08 | 2006-05-10 | 주식회사 효성 | 알칼리 토금속으로 함침된 제올라이트 5ａ를 이용한삼불화질소 가스의 정제방법 |
| KR100577957B1 (ko) * | 2004-07-08 | 2006-05-10 | 주식회사 효성 | 알칼리 토금속으로 함침된 제올라이트 4ａ를 이용한 삼불화질소 가스의 정제방법 |
| JP2007084370A (ja) * | 2005-09-21 | 2007-04-05 | Showa Denko Kk | 三フッ化窒素の製造方法 |
| JP2007119294A (ja) * | 2005-10-27 | 2007-05-17 | Showa Denko Kk | 三フッ化窒素の製造方法 |
| KR101462751B1 (ko) * | 2013-01-24 | 2014-11-21 | 최병구 | 삼불화질소 제조 방법 |
| CN104962946A (zh) * | 2015-06-09 | 2015-10-07 | 中国船舶重工集团公司第七一八研究所 | 一种制备三氟化氮气体的电解槽及其应用 |
-
1995
- 1995-09-28 JP JP7251177A patent/JPH0986909A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100577960B1 (ko) * | 2004-07-08 | 2006-05-10 | 주식회사 효성 | 알칼리 토금속으로 함침된 제올라이트 5ａ를 이용한삼불화질소 가스의 정제방법 |
| KR100577957B1 (ko) * | 2004-07-08 | 2006-05-10 | 주식회사 효성 | 알칼리 토금속으로 함침된 제올라이트 4ａ를 이용한 삼불화질소 가스의 정제방법 |
| JP2007084370A (ja) * | 2005-09-21 | 2007-04-05 | Showa Denko Kk | 三フッ化窒素の製造方法 |
| JP2007119294A (ja) * | 2005-10-27 | 2007-05-17 | Showa Denko Kk | 三フッ化窒素の製造方法 |
| JP4624905B2 (ja) * | 2005-10-27 | 2011-02-02 | 昭和電工株式会社 | 三フッ化窒素の製造方法 |
| KR101462751B1 (ko) * | 2013-01-24 | 2014-11-21 | 최병구 | 삼불화질소 제조 방법 |
| CN104962946A (zh) * | 2015-06-09 | 2015-10-07 | 中国船舶重工集团公司第七一八研究所 | 一种制备三氟化氮气体的电解槽及其应用 |
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