JPH11335105A - 三フッ化窒素ガスの製造方法 - Google Patents
三フッ化窒素ガスの製造方法Info
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- JPH11335105A JPH11335105A JP10141710A JP14171098A JPH11335105A JP H11335105 A JPH11335105 A JP H11335105A JP 10141710 A JP10141710 A JP 10141710A JP 14171098 A JP14171098 A JP 14171098A JP H11335105 A JPH11335105 A JP H11335105A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 三フッ化窒素ガスの生成反応の電流効
率を向上させる。 【解決手段】 ニッケルを陽極とし、モル比（ＨＦ／
ＮＨ４Ｆ）が１．５〜１．９のフッ化アンモニウム（Ｎ
Ｈ４Ｆ）−フッ化水素（ＨＦ）系溶融塩を電解液として
用いる電解法による三フッ化窒素ガスの製造法であっ
て、該溶融塩中にリチウム（Ｌｉ）を０．１モル％以上
含有させ、かつ電流密度３Ａ・ｄｍ-2以上で電解を行
う。
率を向上させる。 【解決手段】 ニッケルを陽極とし、モル比（ＨＦ／
ＮＨ４Ｆ）が１．５〜１．９のフッ化アンモニウム（Ｎ
Ｈ４Ｆ）−フッ化水素（ＨＦ）系溶融塩を電解液として
用いる電解法による三フッ化窒素ガスの製造法であっ
て、該溶融塩中にリチウム（Ｌｉ）を０．１モル％以上
含有させ、かつ電流密度３Ａ・ｄｍ-2以上で電解を行
う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は三フッ化窒素（ＮＦ
３）ガスの製造方法に関する。更に詳しくは、フッ化ア
ンモニウム（ＮＨ４Ｆ）−フッ化水素（ＨＦ）系溶融塩
の電解による三フッ化窒素ガスの製造方法に関する。
３）ガスの製造方法に関する。更に詳しくは、フッ化ア
ンモニウム（ＮＨ４Ｆ）−フッ化水素（ＨＦ）系溶融塩
の電解による三フッ化窒素ガスの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近のエレクトロニクス産業の飛躍的な
発展に伴い、半導体素子の高密度化、高性能化が進めら
れ、超大規模集積回路の生産が増加している。これに伴
い、該集積回路製造過程に使用されるドライエッチング
用のガスとして、また、ＣＶＤ装置のクリーナー用のガ
スとして高純度のＮＦ３ガスが要求される。
発展に伴い、半導体素子の高密度化、高性能化が進めら
れ、超大規模集積回路の生産が増加している。これに伴
い、該集積回路製造過程に使用されるドライエッチング
用のガスとして、また、ＣＶＤ装置のクリーナー用のガ
スとして高純度のＮＦ３ガスが要求される。
【０００３】ＮＦ３ガスの製造方法は大きく化学法と電
解法に分けられる。化学法は、第一段階として電解によ
りフッ素ガス（Ｆ２）を製造し、第二段階において得ら
れたＦ２と窒素含有原料とを反応させることによりＮＦ
３ガスを製造するものである。一方、電解法は、窒素分
およびフッ素分を含有する非水溶液系溶融塩を電解液と
し、これを電解することによりＮＦ３ガスを製造するも
のである。
解法に分けられる。化学法は、第一段階として電解によ
りフッ素ガス（Ｆ２）を製造し、第二段階において得ら
れたＦ２と窒素含有原料とを反応させることによりＮＦ
３ガスを製造するものである。一方、電解法は、窒素分
およびフッ素分を含有する非水溶液系溶融塩を電解液と
し、これを電解することによりＮＦ３ガスを製造するも
のである。
【０００４】電解法は化学法と比較した場合、一段階
で、かつ高収率でＮＦ３ガスを製造できる利点を有して
いる。化学法では、四弗化炭素（ＣＦ４）ガスが多量に
含まれるＦ２を原料とするため、必然的に多量のＣＦ４
がＮＦ３ガス中へ混入する。ところが、このＣＦ４はＮ
Ｆ３ガスと物性が極めて似ており、高純度のＮＦ３ガス
を得るためには、工業的にコストの嵩む高度の精製技法
を適用せざるを得ない。これに対して、電解法では合成
の過程でＣＦ４ガスが生成、あるいは混入することが殆
ど無いため、容易に高純度のＮＦ３を得る利点を有して
いる。
で、かつ高収率でＮＦ３ガスを製造できる利点を有して
いる。化学法では、四弗化炭素（ＣＦ４）ガスが多量に
含まれるＦ２を原料とするため、必然的に多量のＣＦ４
がＮＦ３ガス中へ混入する。ところが、このＣＦ４はＮ
Ｆ３ガスと物性が極めて似ており、高純度のＮＦ３ガス
を得るためには、工業的にコストの嵩む高度の精製技法
を適用せざるを得ない。これに対して、電解法では合成
の過程でＣＦ４ガスが生成、あるいは混入することが殆
ど無いため、容易に高純度のＮＦ３を得る利点を有して
いる。
【０００５】電解法ＮＦ３ガスの工業的合成の概要は次
の通りである。電解液は、アンモニアや酸性フッ化アン
モニウム（ＮＨ４ＨＦ２）と、無水フッ化水素（ＨＦ）
よりなるＮＨ４Ｆ−ＨＦ系溶融塩を使用する。これをニ
ッケル製の陽極で電解する。溶融塩電解法によるＮＦ３
ガスの製造においては、陽極からは主にＮＦ３ガスと窒
素（Ｎ２）ガス及びその他の不純物ガスが発生し、陰極
からは水素（Ｈ２）ガスが発生する。精製操作後のＮＦ
３ガス純度は９９．９９容量％を超える。
の通りである。電解液は、アンモニアや酸性フッ化アン
モニウム（ＮＨ４ＨＦ２）と、無水フッ化水素（ＨＦ）
よりなるＮＨ４Ｆ−ＨＦ系溶融塩を使用する。これをニ
ッケル製の陽極で電解する。溶融塩電解法によるＮＦ３
ガスの製造においては、陽極からは主にＮＦ３ガスと窒
素（Ｎ２）ガス及びその他の不純物ガスが発生し、陰極
からは水素（Ｈ２）ガスが発生する。精製操作後のＮＦ
３ガス純度は９９．９９容量％を超える。
【０００６】陽極のニッケル電極は電解により、通電量
の２〜４％程度を消費しながら、徐々に電解液中に溶解
していく。溶解したニッケルの一部は陰極に析出する
が、残りは電解液と反応して固体のニッケル錯塩スラッ
ジとして電解液中に析出し、該電解液を汚染する。
の２〜４％程度を消費しながら、徐々に電解液中に溶解
していく。溶解したニッケルの一部は陰極に析出する
が、残りは電解液と反応して固体のニッケル錯塩スラッ
ジとして電解液中に析出し、該電解液を汚染する。
【０００７】ニッケル錯塩スラッジが増加すると電解液
の粘度が増加し、電解液自体の対流を阻害する。通常、
電解槽は外部ジャケットによる加熱または冷却により電
解液温度を一定に保つ構造となっている。が、ニッケル
錯塩スラッジの発生により電解液の対流が阻害される
と、電解槽内で局所的な温度分布が徐々に発生してく
る。また、ニッケル錯塩スラッジを含んだ電解液は見か
け上の比熱が増大するため、電解液の冷却または加熱に
よる温度制御は、該スラッジの発生量の増加に伴い、一
層困難になっていく。このため、次第に温度制御不能と
なり、電解運転を停止せざるを得なくなる。
の粘度が増加し、電解液自体の対流を阻害する。通常、
電解槽は外部ジャケットによる加熱または冷却により電
解液温度を一定に保つ構造となっている。が、ニッケル
錯塩スラッジの発生により電解液の対流が阻害される
と、電解槽内で局所的な温度分布が徐々に発生してく
る。また、ニッケル錯塩スラッジを含んだ電解液は見か
け上の比熱が増大するため、電解液の冷却または加熱に
よる温度制御は、該スラッジの発生量の増加に伴い、一
層困難になっていく。このため、次第に温度制御不能と
なり、電解運転を停止せざるを得なくなる。
【０００８】以上の理由により、該現象の発生により運
転停止した後には、消耗した電極および汚染された電解
液の更新が必要となるが、これらの作業は大変煩雑で、
工業的には操業効率を低下させる最大の原因である。
転停止した後には、消耗した電極および汚染された電解
液の更新が必要となるが、これらの作業は大変煩雑で、
工業的には操業効率を低下させる最大の原因である。
【０００９】特願平７−３２３２９号公報には、上記の
ニッケル錯塩による電解液の汚染とそれに伴う温度制御
不能化という問題を解決するために、電解液にリチウム
（Ｌｉ）を添加して陽極溶解を防ぐ、という方法が提示
されている。しかし、この方法は陽極溶解を防ぐことで
電極と電解液の更新作業の頻度を削減することに主目的
が置かれており、単位時間当たりの生産性の向上、つま
り三フッ化窒素生成反応の電流効率については言及され
ていない。
ニッケル錯塩による電解液の汚染とそれに伴う温度制御
不能化という問題を解決するために、電解液にリチウム
（Ｌｉ）を添加して陽極溶解を防ぐ、という方法が提示
されている。しかし、この方法は陽極溶解を防ぐことで
電極と電解液の更新作業の頻度を削減することに主目的
が置かれており、単位時間当たりの生産性の向上、つま
り三フッ化窒素生成反応の電流効率については言及され
ていない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】近年の超大規模集積回
路の生産の増加に伴い、該集積回路製造過程に使用され
るドライエッチング用のガスとして、また、ＣＶＤ装置
のクリーナー用のガスとして、三フッ化窒素ガスの需要
は増加しており、製造現場には生産性の向上が求められ
ている。そこで、操業の安定性を損なうことなく三フッ
化窒素ガスの生成反応の電流効率を向上させ、かつニッ
ケルの陰極への析出率をも向上させることを目的とす
る。
路の生産の増加に伴い、該集積回路製造過程に使用され
るドライエッチング用のガスとして、また、ＣＶＤ装置
のクリーナー用のガスとして、三フッ化窒素ガスの需要
は増加しており、製造現場には生産性の向上が求められ
ている。そこで、操業の安定性を損なうことなく三フッ
化窒素ガスの生成反応の電流効率を向上させ、かつニッ
ケルの陰極への析出率をも向上させることを目的とす
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意この
課題解決に向け検討を続けてきた。その結果、電解液中
に特定量のＬｉを添加することによって、操業の安定性
を損なうことなく三フッ化窒素ガスの生成反応の電流効
率を向上させることができ、かつニッケルの陰極への析
出率をも向上させるため、操業安定性を低下させるニッ
ケル錯塩の電解液中での発生を抑制できることを見いだ
し、本発明を完成したものである。
課題解決に向け検討を続けてきた。その結果、電解液中
に特定量のＬｉを添加することによって、操業の安定性
を損なうことなく三フッ化窒素ガスの生成反応の電流効
率を向上させることができ、かつニッケルの陰極への析
出率をも向上させるため、操業安定性を低下させるニッ
ケル錯塩の電解液中での発生を抑制できることを見いだ
し、本発明を完成したものである。
【００１２】即ち、本発明はニッケルを陽極とし、モル
比（ＨＦ／ＮＨ４Ｆ）が１．５〜１．９のフッ化アンモ
ニウム（ＮＨ４Ｆ）−フッ化水素（ＨＦ）系溶融塩を電
解液として用いる電解法による三フッ化窒素ガスの製造
法であって、該溶融塩中にリチウム（Ｌｉ）を０．１モ
ル％以上含有させ、かつ電流密度３Ａ・ｄｍ-2以上で電
解を行い三フッ化窒素ガスの生成反応の電流効率を向上
させることを特徴とする三フッ化窒素ガスの製造方法に
関する。
比（ＨＦ／ＮＨ４Ｆ）が１．５〜１．９のフッ化アンモ
ニウム（ＮＨ４Ｆ）−フッ化水素（ＨＦ）系溶融塩を電
解液として用いる電解法による三フッ化窒素ガスの製造
法であって、該溶融塩中にリチウム（Ｌｉ）を０．１モ
ル％以上含有させ、かつ電流密度３Ａ・ｄｍ-2以上で電
解を行い三フッ化窒素ガスの生成反応の電流効率を向上
させることを特徴とする三フッ化窒素ガスの製造方法に
関する。
【００１３】次に、本発明を更に詳細に説明する。本発
明に用いる電解液は、フッ化アンモニウム（ＮＨ４Ｆ）
−フッ化水素（ＨＦ）系溶融塩を使用する。調製方法と
しては、例えば、アンモニアガスと無水フッ化水素より
調製、一水素二フッ化アンモニウムと無水フッ化水素よ
り調製、フッ化アンモニウムと無水フッ化水素より調製
する等の方法がある。
明に用いる電解液は、フッ化アンモニウム（ＮＨ４Ｆ）
−フッ化水素（ＨＦ）系溶融塩を使用する。調製方法と
しては、例えば、アンモニアガスと無水フッ化水素より
調製、一水素二フッ化アンモニウムと無水フッ化水素よ
り調製、フッ化アンモニウムと無水フッ化水素より調製
する等の方法がある。
【００１４】これら電解液の調製は、たとえば、次のよ
うな方法で行うことができる。一水素二フッ化アンモニ
ウム（ＮＨ４ＨＦ２）または／およびフッ化アンモニウ
ム（ＮＨ４Ｆ）と無水ＨＦより調整する方法は、まず、
容器もしくは電解槽にＮＨ４ＨＦ２または／およびＮＨ
４Ｆを所定量投入し、これに所定量の無水ＨＦガスを吹
き込むものである。
うな方法で行うことができる。一水素二フッ化アンモニ
ウム（ＮＨ４ＨＦ２）または／およびフッ化アンモニウ
ム（ＮＨ４Ｆ）と無水ＨＦより調整する方法は、まず、
容器もしくは電解槽にＮＨ４ＨＦ２または／およびＮＨ
４Ｆを所定量投入し、これに所定量の無水ＨＦガスを吹
き込むものである。
【００１５】もうひとつの方法は、容器もしくは電解槽
中で、所定量のＮＨ３ガスとＨＦガスを直接反応させて
電解液を調整する方法である。なかでも、ＮＨ３ガスお
よびＨＦガスの反応においては、５〜７０ｖｏｌ％程度
の乾燥不活性ガス、例えば、窒素、アルゴン、ヘリウム
等を同伴させて供給すると、ガス供給管に電解液が逆流
することもなく安定に調整できる。いずれも該電解液を
容易に調製することが可能である。
中で、所定量のＮＨ３ガスとＨＦガスを直接反応させて
電解液を調整する方法である。なかでも、ＮＨ３ガスお
よびＨＦガスの反応においては、５〜７０ｖｏｌ％程度
の乾燥不活性ガス、例えば、窒素、アルゴン、ヘリウム
等を同伴させて供給すると、ガス供給管に電解液が逆流
することもなく安定に調整できる。いずれも該電解液を
容易に調製することが可能である。
【００１６】電解液溶融塩の組成モル比（ＨＦ／ＮＨ４
Ｆ）としては、１．５〜１．９が好適である。該モル比
が１．５未満の該電解液は融点が約９０℃程度となるた
めに電解槽への供給時に温度低下による流動性低下が生
じ、かつまた、三フッ化窒素生成反応の電流効率が著し
く低下するため、運転操作上好ましくない。また、モル
比が１．９を超えると陰極へのＮｉ析出量が著しく低下
するため、やはり運転操作上好ましくない。そのため、
工業的な操作安定性を考えた際には１．５〜１．９の範
囲が、更には１．６〜１．８の範囲が最適である。
Ｆ）としては、１．５〜１．９が好適である。該モル比
が１．５未満の該電解液は融点が約９０℃程度となるた
めに電解槽への供給時に温度低下による流動性低下が生
じ、かつまた、三フッ化窒素生成反応の電流効率が著し
く低下するため、運転操作上好ましくない。また、モル
比が１．９を超えると陰極へのＮｉ析出量が著しく低下
するため、やはり運転操作上好ましくない。そのため、
工業的な操作安定性を考えた際には１．５〜１．９の範
囲が、更には１．６〜１．８の範囲が最適である。
【００１７】本発明者らの検討によれば、電解液のモル
比（ＨＦ／ＮＨ４Ｆ）を上げることで、陽極での三フッ
化窒素発生反応の電流効率を向上させることが出来る。
モル比を約０．１上げて電解を行うと、電流効率は３％
程度向上する。しかし、逆にモル比を約０．１上げるこ
とにより、ニッケルの陰極析出率が約２／３に低下する
ため、運転停止までの期間が短くなるので、やはり工業
的な実施は好ましくない。
比（ＨＦ／ＮＨ４Ｆ）を上げることで、陽極での三フッ
化窒素発生反応の電流効率を向上させることが出来る。
モル比を約０．１上げて電解を行うと、電流効率は３％
程度向上する。しかし、逆にモル比を約０．１上げるこ
とにより、ニッケルの陰極析出率が約２／３に低下する
ため、運転停止までの期間が短くなるので、やはり工業
的な実施は好ましくない。
【００１８】本発明では上記電解液にリチウム（Ｌｉ）
を添加する。Ｌｉは、電解液調製前後のどの段階で加え
ても差し支えない、電解液中にほぼ均一に存在すれば良
く、電解液調製中に添加すれば混合も容易である。添加
するＬｉ分の形態としては各種の塩が使用できる。ま
た、場合によっては水素化物や金属Ｌｉも使用できる。
しかし、高純度の三フッ化窒素の製造のためには、分離
に工数を要する四フッ化炭素（ＣＦ４）などのガス中の
不純物発生の要因となる元素を組成中および不純物とし
て含まないＬｉ塩、例えば、ＬｉＦが好適である。
を添加する。Ｌｉは、電解液調製前後のどの段階で加え
ても差し支えない、電解液中にほぼ均一に存在すれば良
く、電解液調製中に添加すれば混合も容易である。添加
するＬｉ分の形態としては各種の塩が使用できる。ま
た、場合によっては水素化物や金属Ｌｉも使用できる。
しかし、高純度の三フッ化窒素の製造のためには、分離
に工数を要する四フッ化炭素（ＣＦ４）などのガス中の
不純物発生の要因となる元素を組成中および不純物とし
て含まないＬｉ塩、例えば、ＬｉＦが好適である。
【００１９】Ｌｉ分の添加量はごく少量でもその効果を
発現する。Ｌｉ分が電解液に対して０．１モル％以上存
在すれば、Ｌｉ分を添加しない場合に比して、電流効率
を３〜４％程度、ニッケルの陰極への析出率を１０％程
度、向上させることができ、本発明の効果を得ることが
できる。本発明の効果を得る上で、添加するＬｉ量に特
に上限はない。しかし、Ｌｉ量を溶解度以上に添加して
も沈殿分は本発明に寄与しないので、Ｌｉ塩の量を考え
る際、添加量は溶解度以下であることが好ましい。例え
ば、ＬｉＦであれば２モル％程度である。
発現する。Ｌｉ分が電解液に対して０．１モル％以上存
在すれば、Ｌｉ分を添加しない場合に比して、電流効率
を３〜４％程度、ニッケルの陰極への析出率を１０％程
度、向上させることができ、本発明の効果を得ることが
できる。本発明の効果を得る上で、添加するＬｉ量に特
に上限はない。しかし、Ｌｉ量を溶解度以上に添加して
も沈殿分は本発明に寄与しないので、Ｌｉ塩の量を考え
る際、添加量は溶解度以下であることが好ましい。例え
ば、ＬｉＦであれば２モル％程度である。
【００２０】陽極にはニッケルを使用するが、モネル合
金（ニッケル分６５重量％前後）では、不働態化するた
め好ましくない。概ねニッケル分９０重量％を超えるニ
ッケルであれば問題ない。尚、工業的には汎用品の使用
が好都合であり、いわゆる純ニッケル（ニッケル含有量
は概ね９９重量％以上）やDuranickel alloy301（ニッ
ケル含有量９４％、ＩＮＣＯ製）が挙げられる。
金（ニッケル分６５重量％前後）では、不働態化するた
め好ましくない。概ねニッケル分９０重量％を超えるニ
ッケルであれば問題ない。尚、工業的には汎用品の使用
が好都合であり、いわゆる純ニッケル（ニッケル含有量
は概ね９９重量％以上）やDuranickel alloy301（ニッ
ケル含有量９４％、ＩＮＣＯ製）が挙げられる。
【００２１】電解電流密度は好ましくは３Ａ・ｄｍ-2以
上である。電流密度の上限について、電極近傍で発生す
る熱は電流密度にほぼ比例し、電流密度が著しく高くな
ると、電解液の温度が局部的に高くなる、組成が安定し
なくなる等の不都合が生じる。本発明の効果に対して影
響はないものの、安定な運転を行うための電流密度の上
限として３０Ａ・ｄｍ-2程度が推奨される。
上である。電流密度の上限について、電極近傍で発生す
る熱は電流密度にほぼ比例し、電流密度が著しく高くな
ると、電解液の温度が局部的に高くなる、組成が安定し
なくなる等の不都合が生じる。本発明の効果に対して影
響はないものの、安定な運転を行うための電流密度の上
限として３０Ａ・ｄｍ-2程度が推奨される。
【００２２】なお、電解に用いられる陰極としては、一
般にＮＨ３ガスの電解製造に用いられている材料、たと
えば鉄、スチール、ニッケル、モネル等を使用すること
ができる。
般にＮＨ３ガスの電解製造に用いられている材料、たと
えば鉄、スチール、ニッケル、モネル等を使用すること
ができる。
【００２３】本発明に用いられる電解槽は、フッ化アン
モニウム（ＮＨ４Ｆ）−フッ化水素（ＨＦ）系溶融塩を
原料とした電解法による三フッ化窒素製造に用いること
が可能な電解槽で有れば、特に特別な構造を有する必要
はない。また、電解槽の構成により、本発明の効果が影
響を受けるものでもない。
モニウム（ＮＨ４Ｆ）−フッ化水素（ＨＦ）系溶融塩を
原料とした電解法による三フッ化窒素製造に用いること
が可能な電解槽で有れば、特に特別な構造を有する必要
はない。また、電解槽の構成により、本発明の効果が影
響を受けるものでもない。
【００２４】
【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。 実施例１ 予めアンモニアと無水フッ化水素を混合し、モル比（Ｈ
Ｆ／ＮＨ４Ｆ）が１．７のフッ化アンモニウム（ＮＨ４
Ｆ）−フッ化水素（ＨＦ）系溶融塩２２ｋｇを調製し
た。この溶融塩に乾燥させたフッ化リチウム（ＬｉＦ）
１１ｇ（うちＬｉ分は約２．９ｇ、よってＬｉの濃度は
約０．１４モル％）を投入し、良く攪拌し、完全に溶解
したことを確認してから、容量２０Ｌの、内面をフッ素
樹脂コーティングした電解槽に投入し、電解を行った。
電極には、陽極・陰極とも、純度９９．５％のニッケル
製電極（表面積３２０ｃｍ2）を使用し、電解温度１２
０℃、電解電流２５Ａ（電流密度７．８Ａ・ｄｍ-2）に
て３６０時間の電解を行った。電解中、継続的に陽極発
生ガスをガスクロマトグラフにより分析し、得られたガ
スの濃度と通電量とから、三フッ化窒素ガスの生成反応
の電流効率を求めた。電流効率には経時変化が見られた
が、１００時間以降では６３〜６４％で安定していた。
電解終了後、電極の重量を測定したところ、陽極のニッ
ケル溶解量は２２３ｇ、陰極へのニッケル析出量は１６
３ｇで、陰極へのニッケル析出率（陰極析出量／陽極溶
解量）は約７３％であった。
明する。 実施例１ 予めアンモニアと無水フッ化水素を混合し、モル比（Ｈ
Ｆ／ＮＨ４Ｆ）が１．７のフッ化アンモニウム（ＮＨ４
Ｆ）−フッ化水素（ＨＦ）系溶融塩２２ｋｇを調製し
た。この溶融塩に乾燥させたフッ化リチウム（ＬｉＦ）
１１ｇ（うちＬｉ分は約２．９ｇ、よってＬｉの濃度は
約０．１４モル％）を投入し、良く攪拌し、完全に溶解
したことを確認してから、容量２０Ｌの、内面をフッ素
樹脂コーティングした電解槽に投入し、電解を行った。
電極には、陽極・陰極とも、純度９９．５％のニッケル
製電極（表面積３２０ｃｍ2）を使用し、電解温度１２
０℃、電解電流２５Ａ（電流密度７．８Ａ・ｄｍ-2）に
て３６０時間の電解を行った。電解中、継続的に陽極発
生ガスをガスクロマトグラフにより分析し、得られたガ
スの濃度と通電量とから、三フッ化窒素ガスの生成反応
の電流効率を求めた。電流効率には経時変化が見られた
が、１００時間以降では６３〜６４％で安定していた。
電解終了後、電極の重量を測定したところ、陽極のニッ
ケル溶解量は２２３ｇ、陰極へのニッケル析出量は１６
３ｇで、陰極へのニッケル析出率（陰極析出量／陽極溶
解量）は約７３％であった。
【００２５】実施例２ 投入したＬｉＦの量を５０ｇ（Ｌｉの濃度約０．６３モ
ル％）に変更した以外は、実施例１と同様に行った。そ
の結果、電流効率の安定値は６７〜６８％、陽極のニッ
ケル溶解量は２２１ｇ、陰極へのニッケル析出量は１８
１ｇで、陰極へのニッケル析出率は約８２％であった。
ル％）に変更した以外は、実施例１と同様に行った。そ
の結果、電流効率の安定値は６７〜６８％、陽極のニッ
ケル溶解量は２２１ｇ、陰極へのニッケル析出量は１８
１ｇで、陰極へのニッケル析出率は約８２％であった。
【００２６】比較例１ ＬｉＦを添加しなかった以外は、実施例１と同様に行っ
た。その結果、電流効率の安定値は５８〜５９％、陽極
のニッケル溶解量は２３０ｇ、陰極へのニッケル析出量
は１４２ｇで、陰極へのニッケル析出率は約６２％であ
った。
た。その結果、電流効率の安定値は５８〜５９％、陽極
のニッケル溶解量は２３０ｇ、陰極へのニッケル析出量
は１４２ｇで、陰極へのニッケル析出率は約６２％であ
った。
【００２７】比較例２ ＬｉＦの添加量を６ｇ（Ｌｉの濃度約０．０８モル％）
に変更した以外は、実施例１と同様に行った。その結
果、電流効率の安定値は５９〜６０％、陽極のニッケル
溶解量は２２９ｇ、陰極へのニッケル析出量は１４４ｇ
で、陰極へのニッケル析出率は約６３％であった。
に変更した以外は、実施例１と同様に行った。その結
果、電流効率の安定値は５９〜６０％、陽極のニッケル
溶解量は２２９ｇ、陰極へのニッケル析出量は１４４ｇ
で、陰極へのニッケル析出率は約６３％であった。
【００２８】比較例３ 通電量を５Ａ（電流密度２．５Ａ・ｄｍ-2）に変更した
以外は、実施例１と同様に行った。その結果、電流効率
の安定値は５８〜５９％、陽極のニッケル溶解量は７３
ｇ、陰極へのニッケル析出量は４４ｇで、陰極へのニッ
ケル析出率は約６０％であった。
以外は、実施例１と同様に行った。その結果、電流効率
の安定値は５８〜５９％、陽極のニッケル溶解量は７３
ｇ、陰極へのニッケル析出量は４４ｇで、陰極へのニッ
ケル析出率は約６０％であった。
【００２９】
【発明の効果】電解法は高純度の三フッ化窒素ガスを容
易に得られる優れた方法であるが、これまで操業の安定
性を損なわず、生産量を向上させることが工業的な課題
であった。本発明の方法によれば、これまでの電解プロ
セスに全く手を付けることなく、特定量のＬｉ分を電解
液に添加することで、三フッ化窒素ガスの生成反応の電
流効率を向上させ、かつ陰極へのニッケル析出率量を増
加させることで長期安定運転の妨げになるニッケル錯塩
の電解液中での析出を抑えることができる画期的発明で
ある。この発明により、従来と同条件・同時間の電解に
よって製品ベースで約７〜１０％もの増産を容易に達成
することが出来、かつ電極や電解液の交換頻度をも下げ
ることが出来るので、製造コストを低減させることが出
来る。工業的生産における効果は極めて大きいものとい
える。
易に得られる優れた方法であるが、これまで操業の安定
性を損なわず、生産量を向上させることが工業的な課題
であった。本発明の方法によれば、これまでの電解プロ
セスに全く手を付けることなく、特定量のＬｉ分を電解
液に添加することで、三フッ化窒素ガスの生成反応の電
流効率を向上させ、かつ陰極へのニッケル析出率量を増
加させることで長期安定運転の妨げになるニッケル錯塩
の電解液中での析出を抑えることができる画期的発明で
ある。この発明により、従来と同条件・同時間の電解に
よって製品ベースで約７〜１０％もの増産を容易に達成
することが出来、かつ電極や電解液の交換頻度をも下げ
ることが出来るので、製造コストを低減させることが出
来る。工業的生産における効果は極めて大きいものとい
える。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 諸隈 辰馬 山口県下関市彦島迫町七丁目１番１号 三 井化学株式会社内 (72)発明者 井上 博行 山口県下関市彦島迫町七丁目１番１号 三 井化学株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 ニッケルを陽極とし、モル比（ＨＦ／
ＮＨ４Ｆ）が１．５〜１．９のフッ化アンモニウム（Ｎ
Ｈ４Ｆ）−フッ化水素（ＨＦ）系溶融塩を電解液として
用いる電解法による三フッ化窒素ガスの製造法であっ
て、該溶融塩中にリチウム（Ｌｉ）を０．１モル％以上
含有させ、かつ電流密度３Ａ・ｄｍ-2以上で電解を行い
三フッ化窒素ガスの生成反応の電流効率を向上させるこ
とを特徴とする三フッ化窒素ガスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10141710A JPH11335105A (ja) | 1998-05-22 | 1998-05-22 | 三フッ化窒素ガスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10141710A JPH11335105A (ja) | 1998-05-22 | 1998-05-22 | 三フッ化窒素ガスの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11335105A true JPH11335105A (ja) | 1999-12-07 |
Family
ID=15298410
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10141710A Pending JPH11335105A (ja) | 1998-05-22 | 1998-05-22 | 三フッ化窒素ガスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11335105A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101942669A (zh) * | 2010-08-30 | 2011-01-12 | 天津市泰源工业气体有限公司 | 电解熔融氟化氢铵制备三氟化氮的技术 |
-
1998
- 1998-05-22 JP JP10141710A patent/JPH11335105A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101942669A (zh) * | 2010-08-30 | 2011-01-12 | 天津市泰源工业气体有限公司 | 电解熔融氟化氢铵制备三氟化氮的技术 |
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Legal Events
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