矽烷、磷烷、砷烷或硼烷氣體提純吸附劑及其製備方法
2023-12-08 08:36:56 2
專利名稱：：矽烷、磷烷、砷烷或硼烷氣體提純吸附劑及其製備方法
技術領域：
：本發明涉及一種氣體提純吸附劑及其製備方法。
背景技術：
：高純度的矽烷、磷烷、砷垸和硼垸氣體是生產半導體材料的重要原材料，但是採用現有的方法製備的矽烷、磷烷、砷垸或硼烷氣體中都摻雜有大量的雜質氣體，如C02、CH4、C2H6、02、CO和水蒸氣，特別是02和水蒸氣對後續半導體的生產影響非常嚴重；因此目前採用鈀粉吸附劑對矽烷、磷烷、砷垸或硼垸氣體中的雜質氣體進行去除，但是鈀粉吸附劑對雜質氣體的有效去除率低，僅為70%80%，還需要進一步協助分解。
發明內容本發明的目的在於解決目前釆用鈀粉吸附劑對矽烷、磷烷、砷烷或硼烷氣體中的雜質氣體去除率低，還需要進一步協助分解的問題，而提供的一種矽烷、磷垸、砷烷或硼烷氣體提純吸附劑及其製備方法。矽烷、磷烷、砷烷或硼烷氣體提純吸附劑由載體和載體表面的金屬鋁層組成。上述矽烷、磷垸、砷烷或硼烷氣體提純吸附劑按以下步驟製備在氫氣氣氛下將氫氣與三甲基鋁的混合汽體噴塗於溫度為600650。C的載體表面，即得到矽烷、磷烷、砷垸或硼烷氣體提純吸附劑；其中氫氣與三甲基鋁的混合汽體中氫氣與三甲基鋁的摩爾比為1:510。本發明矽烷、磷烷、砷烷或硼烷氣體提純吸附劑的氣體淨化強度為吸附劑自身體積的100110倍、吸附容積為吸附劑孔洞體積的1214倍。本發明矽烷、磷垸、砷烷或硼烷氣體提純吸附劑的製備過程中在載體表面發生2(CH3)3A1+3H2=2A1+6CH4，生成的金屬鋁被載體吸附、沉積在載體表面，而生成的甲烷氣體則隨同氫氣飄離。在本發明矽垸、磷垸、砷烷或硼烷氣體提純吸附劑去除雜質氣體的過程中在提純吸附劑表面主要發生4A1+302=2A1203和2A1+6H20=2A1(0H)3+3H2，因此本發明矽垸、磷垸、砷垸或硼垸氣體提純吸附劑能夠更為有效的去除矽垸、磷烷、砷烷或硼烷氣體中的02和水蒸氣。在不增加協助分解的情況下經檢測本發明矽垸、磷烷、砷烷或硼垸氣體提純吸附劑C02的去除率高於95%、CH4的去除率高於98%、C2H6的去除率高於98%、02的去除率高於99.8%、CO的去除率高於95%、水蒸氣的去除率高於99.6%，保證了提純後矽烷、磷垸、砷烷或硼烷氣體的高純度和後續半導體材料的質量。具體實施例方式本發明技術方案不局限於以下所列舉具體實施方式，還包括各具體實施方式間的任意組合。具體實施方式一本實施方式矽烷、磷烷、砷垸或硼烷氣體提純吸附劑由載體和載體表面的金屬鋁層組成。具體實施方式二本實施方式與具體實施方式一的不同點是載體為活性炭、沸石或陶粒。其它與實施方式一相同。具體實施方式三本實施方式矽烷、磷烷、砷垸或硼烷氣體提純吸附劑按以下步驟製備在氫氣氣氛下將氫氣與三甲基鋁的混合汽體噴塗於溫度為600650℃的載體表面，即得到矽烷、磷垸、砷烷或硼烷氣體提純吸附劑；其中氫氣與三甲基鋁的混合汽體中氫氣與三甲基鋁的摩爾比為1:510。本實施方式中的氫氣為高純氫氣，三甲基鋁為純三甲基鋁蒸汽。本實施方式矽烷、磷烷、砷烷或硼烷氣體提純吸附劑表面金屬鋁層的厚度可根據需要而定，由噴塗時間和單位時間噴塗量控制。本實施方式製備工藝簡單，便於操作。具體實施方式四本實施方式與具體實施方式三的不同點是氫氣與三甲基鋁的混合汽體的溫度為600650℃。其它步驟及參數與實施方式三相同。具體實施方式五本實施方式與具體實施方式三的不同點是氫氣與三甲基鋁的混合汽體中氫氣與三甲基鋁的摩爾比為1:69。其它步驟及參數與實施方式三相同。具體實施方式六本實施方式與具體實施方式三的不同點是氫氣與三甲基鋁的混合汽體中氫氣與三甲基鋁的摩爾比為1:78。其它步驟及參數與實施方式三相同。具體實施方式七本實施方式與具體實施方式三的不同點是氫氣與三甲基鋁的混合汽體中氫氣與三甲基鋁的摩爾比為1:5。其它步驟及參數與實施方式三相同。具體實施方式八本實施方式與具體實施方式三的不同點是載體為活性炭、沸石或陶粒。其它步驟及參數與實施方式三相同。具體實施方式九本實施方式與具體實施方式三的不同點是載體為活性炭、沸石或陶粒。其它步驟及參數與實施方式三相同。具體實施方式十本實施方式矽烷、磷垸、砷烷或硼烷氣體提純吸附劑按以下步驟製備在氫氣氣氛下將氫氣與三甲基鋁的混合汽體均勻噴塗於溫度為60(TC的載體表面，即得到矽烷、磷烷、砷烷或硼烷氣體提純吸附劑；其中氫氣與三甲基鋁的混合汽體中氫氣與三甲基鋁的摩爾比為1:5，氫氣與三甲基鋁的混合汽體，溫度為600℃，噴塗時間為2h，氫氣與三甲基鋁的混合汽體消耗量為12L/h，載體為沸石，載體體積為1L。用本實施方式製備的矽烷、磷烷、砷烷或硼烷氣體提純吸附劑分別進行提純吸附實驗，試驗結果如表l所示。表lcomplextableseeoriginaldocumentpage5complextableseeoriginaldocumentpage6權利要求1、矽烷、磷烷、砷烷或硼烷氣體提純吸附劑，其特徵在於矽烷、磷烷、砷烷或硼烷氣體提純吸附劑由載體和載體表面的金屬鋁層組成。2、根據權利要求1所述的矽垸、磷垸、砷垸或硼烷氣體提純吸附劑，其特徵在於載體為活性炭、沸石或陶粒。3、製備權利要求1所述矽烷、磷烷、砷烷或硼垸氣體提純吸附劑的方法，其特徵在於矽烷、磷垸、砷烷或硼烷氣體提純吸附劑按以下步驟製備在氫氣存在下將氫氣與三甲基鋁的混合汽體噴塗於溫度為60065(TC的載體表面，即得到矽烷、磷烷、砷垸或硼烷氣體提純吸附劑；其中氫氣與三甲基鋁的混合氣體中氫氣與三甲基鋁的摩爾比為1:510。4、根據權利要求3所述的矽烷、磷垸、砷烷或硼烷氣體提純吸附劑的製備方法，其特徵在於氫氣與三甲基鋁的混合氣體的溫度為600650°C。5、根據權利要求3所述的矽烷、磷烷、砷烷或硼烷氣體提純吸附劑的製備方法，其特徵在於氫氣與三甲基鋁的混合氣體中氫氣與三甲基鋁的摩爾比為1:69。6、根據權利要求3所述的矽垸、磷烷、砷垸或硼烷氣體提純吸附劑的製備方法，其特徵在於氫氣與三甲基鋁的混合氣體中氫氣與三甲基鋁的摩爾比為1:78。7、根據權利要求3所述的矽烷、磷烷、砷烷或硼烷氣體提純吸附劑的製備方法，其特徵在於氫氣與三甲基鋁的混合氣體中氫氣與三甲基鋁的摩爾比為全文摘要矽烷、磷烷、砷烷或硼烷氣體提純吸附劑及其製備方法，它涉及一種氣體提純吸附劑及其製備方法。它解決了目前採用鈀粉吸附劑對矽烷、磷烷、砷烷或硼烷氣體中的雜質氣體去除率低，還需要進一步協助分解的問題。提純吸附劑由載體和載體表面的金屬鋁層組成。製備方法在氫氣存在下將氫氣與三甲基鋁的混合汽體噴塗於溫度為600～650℃的載體表面，即得到矽烷、磷烷、砷烷或硼烷氣體提純吸附劑。本發明提純吸附劑在不增加協助分解的情況下經檢測CO2的去除率高於95％、CH4的去除率高於98％、C2H6的去除率高於98％、O2的去除率高於99.8％、CO的去除率高於95％、水蒸氣的去除率高於99.6％。文檔編號C01B6/34GK101342478SQ20081013694公開日2009年1月14日申請日期2008年8月15日優先權日2008年8月15日發明者王少志申請人:王少志