JPS6190726A - 除去剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、有害成分の除去剤に関し、さらに詳しくは酸
化銅および／または酸化亜鉛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。珪素化合物ハ、結晶性シリコン
、アモルファスシリコン、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
ｌど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。

〔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
った。

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
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。

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
て銃怠検討した結果、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１作用〕 すなわぢ、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って、酸化銅お
よび／または酸化亜鉛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Ｓｉｎ　Ｈ２ｎ＋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。

本発明の除去剤としては酸化銅または酸化亜鉛のいずれ
か単独でもよく、また両者の混合物でもよい。

これらの中でも酸化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
いて分解されなかった水酸化銅、水酸化亜鉛、水和酸化
銅（たとえば４ＣｕＯ０Ｈ２０）あるいは塩基性炭酸銅
（たとえばＣｕ（ＯＨ）ｚ、ｎｃｕｃＯａ）、塩基性炭
酸亜鉛（たとえばＺｎ（ＯＨ）　２　、ｎＺｎｃＯａ　
）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。さらにこれらの酸化物を主成分とする天然鉱石
としてたとえば赤銅鉱、紅亜鉛鉱などをそのまま、ある
いは焼成、還元するなどで調製したものを除去剤として
もよい。

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
着剤や触媒製造番こ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、グラファイト
、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
去剤の酸化銅および酸化亜鉛と反応し、また除去剤の酸
化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。

ｕＯ ３ｉＨ４−→Ｓｉ　＋　２Ｈ２ ２ＳｉＨ２Ｃ／Ｉ？２＋２ＣｕＯ−＋３ｉ＋２ＣｕＣ＆
２＋２Ｈ２＋５ｉ０２ｕＯ ２ＳｉＨ２ｃ＃２−１−２ＺｎＯ−′−＋Ｓｉ＋２Ｚｎ
Ｃ＃２＋２Ｈ２＋５ｊ０２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１０−２０，０ＯＯｈｒ　’とされ、好ま
しくは５０〜１０，０００ｈｒ−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ってもよい。

〔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。

（′５）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イ、除
去剤の調製 除去剤としての酸化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ｆ過、洗浄した後２００〜６００℃で
５ｈｒ達成することによって製造した。また酸化銅と酸
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ｆ過洗浄した後、２００〜６０
０℃で５ｈｒ　焼成するこきによって製造した。これら
の除去剤を粉砕した後、それぞれ打錠成型機で４朋〆Ｘ
３１ｆｆｌｌ）１のペレットに成型し、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。

口。ガス状珪素化合物の除去テスト 内径２５龍、充填長３５５龍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
素化合物の有無全ハロゲン化シラン類については塩化水
素検知管（光間理化学工業■、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（Ｎ−＆）に換算した。

それぞれの結果を第１表に示す。

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。

特許出願人　日本バイオニクス株式会社代表者　高崎丈
夫

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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、酸化銅および／または酸化亜
   鉛を有効成分として含有せしめてなる除去剤