(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水の吸着を達成するための条件下で、乾燥剤と水素化物ガス流又は不活性ガス流を接触させることを含んで成る、水素化物ガス又は不活性ガスから水を除去するプロセスにおいて、
酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化リチウム、及び酸化セシウムから成る群より選択された少なくとも１つのグループ１のアルカリ金属酸化物と、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化ストロンチウム、及び酸化バリウムから成る群より選択された少なくとも１つのグループ２のアルカリ土類金属酸化物とから成る金属酸化物の混合物を乾燥剤として利用することを含んで成り、
該金属酸化物は、酸化ガス流中２００〜６００℃の温度で金属塩から活性化され、該金属塩が金属酸化物に分解される、水の除去プロセスの改良された方法。
【請求項２】
水の吸着を達成するための条件下で、乾燥剤とアンモニア流を接触させることを含んで成る、アンモニアから水を除去するプロセスにおいて、
酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化リチウム、及び酸化セシウムから成る群より選択された少なくとも１つのグループ１のアルカリ金属酸化物と、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化ストロンチウム、及び酸化バリウムから成る群より選択された少なくとも１つのグループ２のアルカリ土類金属酸化物とから成る金属酸化物の混合物を乾燥剤として利用することを含んで成り、
該金属酸化物は、酸化ガス流中２００〜６００℃の温度で金属塩から活性化され、該金属塩が金属酸化物に分解される、アンモニアから水を除去するための、水含有量が５００ｐｐｍ以下であるプロセスの改良された方法。
【請求項３】
前記金属酸化物の混合物が多孔質担体上に分散された、請求項１又は請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記多孔質担体が少なくとも１００ｍ2／ｇの表面積を有する、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記担体がアルミナである、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記金属酸化物の混合物が、Ｋ2Ｏ／ＭｇＯとＣｓ2Ｏ／ＭｇＯから成る群より選択された、請求項３に記載の方法。
【請求項７】
グループ１のアルカリ金属酸化物／グループ２のアルカリ土類金属酸化物のモル比が０．１〜１０である、請求項３に記載の方法。
【請求項８】
グループ１のアルカリ金属酸化物／グループ２のアルカリ土類金属酸化物のモル比が０．３〜５である、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記金属酸化物の混合物の充填量が、担体と金属酸化物の混合物との複合体の１０〜９０ｗｔ％である、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記金属酸化物の混合物の充填量が、担体と金属酸化物の混合物との複合体の３０〜４０ｗｔ％である、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記金属酸化物の混合物が、Ｋ2Ｏ／ＭｇＯ、Ｋ2Ｏ／ＢａＯ、Ｎａ2Ｏ／ＭｇＯ、Ｎａ2Ｏ／ＢａＯ、Ｃｓ2Ｏ／ＭｇＯ、Ｃｓ2Ｏ／ＢａＯ、Ｌｉ2Ｏ／ＭｇＯ及びＬｉ2Ｏ／ＢａＯから成る群より選択された、請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
前記金属酸化物の混合物が、Ｋ2Ｏ／ＭｇＯとＣｓ2Ｏ／ＭｇＯから成る群より選択された、請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
超高純度のアンモニア（ＮＨ３）は、集積回路（ＩＣ）及び発光ダイオード（ＬＥＤ）の製造でエレクトロニクス産業において使用される。水は、１０億分の４０（ｐｐｂ）以下の濃度まで除去されなければならない主要な汚染物質の１つである。たとえ水のこのような低濃度がアンモニア製造プロセスにおいて達成できたとしても、それ以降の輸送、取り扱いの際又は使用の時点で汚染される可能性がある。水の濃度が使用前に４０ｐｐｂ、一般にはそれより低いことを保証するために、乾燥剤を含む使用点精製器（バルク流用）又は内蔵型精製器（ボンベ用）に関するニーズがある。
【０００２】
アンモニアなどの水素化物ガス及び不活性ガスから水及び他の酸素含有不純物を除去するために、従来技術において幾つかの物理及び化学吸着法がある。以下の特許及び論文は従来技術の代表的なものである。
【０００３】
米国特許第５，５３６，３０２号明細書（特許文献１）は、アルカリ金属酸化物又はアルカリ土類金属酸化物を約１０〜９０ｗｔ％含浸した多孔質の還元性担体から成る吸着剤によって、不活性ガス、例えば、窒素及び酸素から微量の酸素を除去する方法を教示している。これらの酸化物は、金属塩、例えば、硝酸塩、酢酸塩、安息香酸塩、乳酸塩などから形成され、その金属としては、セシウム、ナトリウム、カリウム及びバリウムが含まれる。
【０００４】
ＷＯ９７／０６１０４（特許文献２）は、７：１〜１：１の重量比で存在する金属鉄とマンガンから成るゲッター材料によってアンモニアから酸素を除去する方法を開示している。水分は、乾燥用材料との接触により酸素除去プロセスの下流で除去される。乾燥用材料の例は、酸化バリウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、又は３Ａゼオライトを含む。
【０００５】
米国特許第６，４６１，４１１号明細書（特許文献３）は、アンモニア、ホスフィン及びアルシンなどを含む基質の水素化物、不活性ガス及び非反応ガスから、微量の不純物、例えば、二酸化炭素及び水を、熱活性化された非改質有機アルミナ及び熱活性化された改質無機アルミナから成る活性化ガス精製器と不活性ガス下で接触させることにより、ｐｐｂ及びｐｐｔレベルまで除去する方法を開示している。改質アルミナは、有機及び無機アルミナをＩＡ族又はＩＩＡ族金属の酸化物、水酸化物、炭酸塩、酢酸塩、又はシュウ酸塩などの塩基性塩で処理することにより形成される。
【０００６】
米国特許第６，２４１，９５５号明細書（特許文献４）は、ガス流を或る量の高表面積還元金属酸化物と接触させることにより、水素化物ガスからガス状汚染物質、例えば、酸素及び水蒸気を除去する方法を開示している。この金属酸化物は、最大未満であるが最低酸化状態以上の酸化状態にある。酸化マンガン又は酸化モリブデンなどの酸化物が好ましいが、バリウム、カルシウム、鉄、リチウム、カリウム、レニウム、ナトリウム、ストロンチウム、チタン、タングステン及びバナジウムの酸化物を使用することもできる。
【０００７】
特開平９−１４２８３３号公報（特許文献５）は、ＢａＯを含んで成る吸着剤と、又は主化合物としてＢａＯを有するＢａＯとＣａＯを含有する混合物とガスを接触させることにより、水が金属酸化物との化学反応を介して除去される、アンモニアからの水の除去を開示している。
【０００８】
ヨーロッパ特許第１，１７６，１２０号明細書（特許文献６）は、多孔質担体上に活性成分として酸化マンガン及び／又は酸化ニッケルを有する吸着剤とアンモニアを接触させた後、それをゼオライトと接触させることにより、アンモニアから水及び他の不純物を０．１ｐｐｍ未満のレベルまで除去する方法を開示している。この吸着剤は、マンガンに関して５００℃よりも高い温度及びニッケルに関して最大３５０℃の温度で以って水素中で金属酸化物を還元することにより調製される。さらに、４〜１０Åの細孔径を有する合成ゼオライトの床にアンモニアを通し、酸素、二酸化炭素及び水分を除去することができる。
【０００９】
ヨーロッパ特許第０４８４，３０１号明細書（特許文献７）及び同第０４７０，９３６号明細書（特許文献８）は、好ましい組成が７０％Ｚｒ、２４．６％Ｖ及び５．４％Ｆｅである様々な量のジルコニウム（Ｚｒ）、バナジウム（Ｖ）及び鉄（Ｆｅ）から成る水素化されたゲッター金属合金を使用することにより、アンモニアから酸素及び他の不純物ガスを除去する方法を説明している。
【００１０】
米国特許第６，１１０，２５８号明細書（特許文献９）及び同第６，３９５，０７０号明細書（特許文献１０）は、約１０を超えるシリカ／アルミナ比を有するゼオライトとガスを接触させることにより、ガス、特には酸性ガスから水を除去する方法を開示している。接触前に、ゼオライトを６５０℃よりも高い温度に加熱し、その後、それをガスと接触させる。
【００１１】
米国特許第４，９８３，３６３号明細書（特許文献１１）は、不純物に対して反応性のアニオンを有する高表面積担体を含むスカベンジャーとの接触により、アルシン、ホスフィン及びアンモニアなどの様々なガスから水、酸素及び他の不純物を除去する装置を説明している。
【００１２】
米国特許第５，５３１，９７１号明細書（特許文献１２）は、ポリマー又は巨大網状ポリマー担体上に堆積した熱分解金属スカベンジャーとの接触により、水素、水素化物ガス及び窒素などのガス流を精製する方法を開示している。熱分解金属は、周期表のＩＡ族から選択される。
【特許文献１】米国特許第５，５３６，３０２号明細書
【特許文献２】ＷＯ９７／０６１０４
【特許文献３】米国特許第６，４６１，４１１号明細書
【特許文献４】米国特許第６，２４１，９５５号明細書
【特許文献５】特開平９−１４２８３３号公報
【特許文献６】ヨーロッパ特許第１，１７６，１２０号明細書
【特許文献７】ヨーロッパ特許第０４８４，３０１号明細書
【特許文献８】ヨーロッパ特許第０４７０，９３６号明細書
【特許文献９】米国特許第６，１１０，２５８号明細書
【特許文献１０】米国特許第６，３９５，０７０号明細書
【特許文献１１】米国特許第４，９８３，３６３号明細書
【特許文献１２】米国特許第５，５３１，９７１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
Ａ及びＸなどのゼオライトによる物理吸着もまた、水を除去する手段として広く使用されている。これらの物理吸着剤は効果的であり、不活性ガスの精製に優れた容量を有する。しかしながら、アンモニア及び他の水素化物ガスから水を除去する能力及び容量は十分ではない。したがって、水の除去を達成するための新しい吸着剤が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、水の除去を達成するための条件下で、乾燥剤と水素化物ガス又は不活性ガスを接触させることによる、水素化物ガス、特にはアンモニア、及び不活性ガスから水を除去するプロセスの改良に関する。この水素化物ガス又は不活性ガス中の水含有量を微量レベルまで有意に低減するための改良は、その最大の酸化状態にある少なくとも１つのグループ１の金属酸化物及び少なくとも１つのグループ２の金属酸化物を乾燥剤として使用することにある。
【００１５】
本発明の実施によって達成することができる有意な利点及び代表的な利点には、
・アンモニア及び他の水素化物ガスから水及び二酸化炭素を本質的に検出不可能な限界、例えば、４０ｐｐｂ以下まで除去できること；並びに
・非常に低い水分圧で水に関する高い親和性、高い容量、及び優れた水吸収動態を有するスカベンジャーを使用できること；
がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の基礎は、少なくとも１つのアルカリ金属酸化物と少なくとも１つのアルカリ土類金属酸化物の混合物を含んで成る乾燥用吸着剤上にガス状の水素化物流又は不活性流を通すことにより、水素化物ガス及び不活性ガス、特にはアンモニアから水を微量レベルまで除去できるということを見出したことである。本明細書で用いられる場合には、「微量」レベルの水という語は約４０ｐｐｂ以下の水を指す。二酸化炭素の残留物又は微量レベルが存在する場合には、このような二酸化炭素もまた、乾燥剤によって除去することができる。これらの吸着剤は、望ましい場合には、汚染物質の水を除去するための使用点精製器及び内蔵型精製器に組み込まれることがしばしばである。
【００１７】
典型的には、水素化物ガス及び不活性ガスは、水含有量が１００万分の５００（ｐｐｍ）、一般には１００ｐｐｍ以下である吸着剤系に送られる。供給用のガスを調製する初期プロセスにおいては、水含有量は、低温手段によって又はゼオライト吸着剤の使用によって低減される。多くの用途、特にエレクトロニクス産業の用途では、ｐｐｂレベル、例えば、４０ｐｐｂ（検出限界）未満の範囲における水素化物ガス中の水レベルが要求され、それは低ければ低いほどよい。いくつかの乾燥用吸着剤が、水素化物ガスの水含有量を４０ｐｐｂ以下のレベルに低減できるが、これらの乾燥用吸着剤は、インライン及びバルク精製などの適用に関して好適であるほど低い水分圧で十分な容量を有していないことがしばしばである。
【００１８】
本発明の実施で用いられる乾燥用吸着剤は、アルカリ金属酸化物とアルカリ土類金属酸化物の混合物から成る。アルカリ金属酸化物は、酸化リチウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、及び酸化セシウムから成ることができ、アルカリ土類金属酸化物は、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、及び酸化ストロンチウムから成ることができる。他の金属酸化物は、望ましい場合には乾燥剤と組み合わせて含むことができ、これらには、酸化マンガン、酸化ニッケル、及び酸化鉄がある。
【００１９】
乾燥用吸着剤としてのグループ１とグループ２の金属酸化物から成る混合金属酸化物は、対応する金属塩の水溶液又は非水溶液の複合体を担体にまず含浸することにより、不活性な担体上に担持される。適切な金属塩の例は、硝酸塩、シュウ酸塩、安息香酸塩、乳酸塩、酒石酸塩、酢酸塩、琥珀酸塩、及びギ酸塩である。水が好ましいが、金属塩を溶解するのに他の溶媒を使用でき、これらにはメタノール、エタノール、アセトン又はエーテルがある。水性塩の担体への含浸は、当技術分野で周知の方法、例えば、初期湿潤（incipient wetness）、スプレー含浸及び熱自然分散を用いて達成することができる。
【００２０】
担体の含浸は、担体の総合重量に基づいた混合金属酸化物の重量荷重を得るよう達成され、混合金属酸化物は約１０〜約９０ｗｔ％であり、３０〜４０ｗｔ％が好ましい。担体を使用することで、乾燥剤の表面積を大きくすることができ、ガス中に存在する微量レベルの水と良好な接触が得られる。
【００２１】
含浸後、担体−塩の複合体を約５０℃〜１２０℃で約２〜１６時間乾燥させる。次いで、乾燥させた含浸担体を、ガス、例えば、空気を流して約２００℃〜６００℃、典型的には４００〜５５０℃の温度に加熱することにより活性化し、塩を対応する酸化物に分解する。活性化中の酸化ガス流の滞留時間は、活性化温度に応じて約０．５〜３０秒、好ましくは１０秒である。酸化物への金属塩の分解は、複合材料を金属塩の分解温度以上で少なくとも約１時間保持することにより確実にうまくいく。各金属の完全な酸化が達成されない場合には、その還元された状態の金属は、水素化物ガス又は不活性ガス中に存在することのある微量レベルの酸素と反応して、汚染物質の水を生成する場合がある。
【００２２】
混合金属酸化物は、グループ２のアルカリ土類金属酸化物１モル当たり、グループ１のアルカリ金属酸化物０．１〜１０モルを与える比において用いられる。好ましくは、アルカリ金属酸化物／アルカリ土類金属酸化物のモル比は約０．３〜５である。具体的なアルカリ／アルカリ土類金属酸化物の組み合わせは、Ｋ２Ｏ／ＭｇＯ、Ｋ２Ｏ／ＢａＯ、Ｎａ２Ｏ／ＭｇＯ、Ｎａ２Ｏ／ＢａＯ、Ｃｓ２Ｏ／ＭｇＯ、Ｃｓ２Ｏ／ＢａＯ、Ｌｉ２Ｏ／ＭｇＯ及びＬｉ２Ｏ／ＢａＯである。
【００２３】
混合金属酸化物を担持するための担体は、複数の細孔と約１００〜約１５００ｍ２／ｇの表面積を有する基材である。担体の例は、チタニア、アルミナ、ゼオライトである。好ましい担体はアルミナである。
【００２４】
水素化物ガス又は不活性ガスの乾燥は、好ましくは周囲温度（約２０℃）で、酸化物を含浸した担体上にガスを通すことにより達成される。圧力は、約１〜約１０気圧、好ましくは５気圧であることができる。乾燥用吸着剤が飽和した場合には、乾燥用吸着剤を取り替えて、プロセスを継続する。
【００２５】
以下の例は、本発明の様々な実施態様を説明するために提供されるが、本発明の範囲を限定するものではない。
【実施例】
【００２６】
［一般的な手順］
試験吸着剤の有効性を評価するのに２つの方法を用いた。並列法では、床を試験吸着剤で充填し、別の床を商用吸着剤で満たした。商用吸着剤で満たした床は、限界容量でないような大きさにした。ガス流を同一の流量で何れかの床に供給した。試験床の微量の水含有量を、商用吸着剤を満たした床の微量の水含有量と対比して測定した。測定した水含有量の差は、水の除去における試験吸着剤の有効性を示していた。
【００２７】
第２の方法は、試験ガスをまず試験床に通し、次いで試験床からの処理ガスを商用吸着剤で満たした床に通して、微量の水含有量を測定する連続法とみなされる。連続法は、原則として第１の方法と同様であるが、それによって一部の水はパイプ中で吸収／脱着が可能となり、第１の方法とまったくの類似ではない。しかしながら、それは比較するのにかなり好適であると考えられる。この方法は、単一金属酸化物としてＢａＯのみを用いた水の除去を比較するのに使用した。
【００２８】
［特定破過試験のプロセス及び操作条件］
［プロセス構成］
容量、吸着動態などに関して情報を得るために、破過に対する試験運転を一般的に実施した。試験床は、内径０．８５ｃｍ、長さ５ｃｍの寸法であった。容器内部の空スペースをガラスビーズで満たした。各吸着剤に関して容器に充填した媒体の量を表１に記載する。商用吸着剤で満たした床は、直径が１．５インチ、長さが４．５インチの寸法であった。
【００２９】
［供給原料］
Ｎ２（７．５ｖｏｌ％）とＨ２Ｏ含有量が２００ｐｐｂの高純度ＮＨ３（９２．５ｖｏｌ％）との混合物を破過試験用の供給原料として使用した。Ｎ２は水分発生器からのものであり、混合物中のＨ２Ｏ濃度は１．８ｐｐｍで比較的安定であった。
【００３０】
［操作条件］
水／アンモニアの混合ガスを流量２５０ｓｃｃｍで試験床に通した。並列法において、混合ガスを周期的に商用吸着剤で満たした床にシフトして、対照標準のＨ２Ｏ指示値を得た。８４ｐｓｉｇ下、周囲温度（約２５℃）で実験を行った。
【００３１】
［分析計測］
ＭＫＳ ＦＴＩＲをＨ２Ｏの分析に使用した。これは分析法の検出限界（ＭＤＬ）が４０ｐｐｂである。連続的な下流系の乾燥及び周囲温度の変動によって、ＦＴＩＲのＨ２Ｏ指示値は約５０ｐｐｂシフトする場合がある。温度の依存を軽減するため、商用吸着剤で満たした床のＨ２Ｏ指示値を対照標準として用いた。
【００３２】
［例１］
［吸着剤試料の調製］
いくつかの吸着剤を合成し、一般的な手順によってＮＨ３からの水の除去におけるその有効性について試験した。以下の吸着剤を記載した手順に従って調製した。
【００３３】
［４Ａモレキュラーシーブ（比較用）］
受け入れたままの市販の４Ａモレキュラーシーブは、直径が約２ｍｍ、長さが５ｍｍの粒子サイズであった。破過試験に先立ち、モレキュラーシーブをグローブボックス内で１６〜２０メッシュに粉砕した。ＴＧＡ分析によって、粉砕された吸着剤が０．３％の残留水を含むことが示された。
【００３４】
［５Ａモレキュラーシーブ（比較用）］
５Ａモレキュラーシーブ試料を４００℃で活性化することによる通常の方法で調製した。ＴＧＡ分析によって、それが１．１２％の残留水を含むことが示された。活性化の後、この材料をグローブボックス内で１６〜２０メッシュに粉砕した。
【００３５】
［ＢａＯ／Ａｌ２Ｏ３（比較用）］
ＢａＯ／Ａｌ２Ｏ３の試料を、ＡＡ３００（アルカンからのＡｌ２Ｏ３）７６．４ｇ（約１００ｃｃ）をＢａ（ＮＯ２）２溶液５０ｃｃ（０．３ｇＢａ（ＮＯ２）２・Ｈ２Ｏ／ｃｃＨ２Ｏ）に溶解することにより調製した。この溶液をよく混合し、次いで、余分な溶液を別の容器に移し、吸着剤を一晩フードにおいて室温で乾燥した。次いで、この試験試料を１６〜２０メッシュに粉砕した。粉砕されたＢａ（ＮＯ２）２／Ａｌ２Ｏ３の試料１．０５０ｇを試験床に充填した。試験床を窒素によって流量１ｓｌｐｍでパージした。試験床を１００℃で２４時間及び３００℃でさらに２４時間加熱した。ＢａＯの充填量は、約０．５ｍｍｏｌ／ｇ（試験吸着剤）即ち７ｗｔ％であると概算した。
【００３６】
［ＭｇＯ−Ｋ２Ｏ／Ａｌ２Ｏ３］
ＭｇＯ−Ｋ２Ｏ／Ａｌ２Ｏ３の試料は、酢酸マグネシウム四水和物（Ｍｇ（Ｃ２Ｈ３Ｏ２）２、ＡＣＳグレード）と酢酸カリウム（ＫＣ２Ｈ３Ｏ２、ＡＣＳグレード）の水溶液をＡｌ２Ｏ３上に堆積させることにより調製した。この試料を乾燥して、乾燥した含浸Ａｌ２Ｏ３を１６〜２０メッシュに粉砕した。粉砕した材料をゼロ空気（実質的に水と二酸化炭素がない）中５５０℃で４時間焼成した。試料は、ＭｇＯ充填量が０．４ｍｍｏｌ／ｇ（吸着剤）即ち１．６ｗｔ％、及びＫ２Ｏ充填量が１．０ｍｍｏｌ／ｇ（吸着剤）即ち９．１ｗｔ％であった。
【００３７】
［例２］
［試験吸着剤の評価］
示された一般的な手順に従って、アンモニアからの水の除去における試験試料の有効性について評価した。評価の結果を表１〜５に報告する。
【００３８】
【表１】
0004662758.tif 000002
【００３９】
【表２】
0004662758.tif 000003
【００４０】
【表３】
0004662758.tif 000004
【００４１】
【表４】
0004662758.tif 000005
【００４２】
【表５】
0004662758.tif 000006
【００４３】
上記表の結果は、すべての吸着剤でＦＴＩＲの検出限界（４０ｐｐｂ）付近又はそれより低いレベルまでＨ２Ｏを除去できたことを示している。以下の解説は表に関するものである。
【００４４】
表１は、水の閾値レベル４０ｐｐｂでの試験吸着剤に関する容量の概要を示す。この結果は、混合酸化物、即ち、Ｋ２Ｏ／ＭｇＯを用いた吸着剤が、すべての試験吸着剤の中で吸着剤１ｇ当たりの除去水（ｍｍｏｌ）の容量が最も高かったことを示している。すべての試験に関して同じ滞留時間と仮定すると、その反応速度論は、従来技術の比較用吸着剤と同程度によい。
【００４５】
表２は、４Ａ吸着剤に関するＨ２Ｏ破過とＨ２Ｏ除去能力のデータを示している。４Ａ吸着剤は、商用吸着剤と同様のレベルまでＨ２Ｏを除去することができた。しかし、４０ｐｐｂ閾値レベルでのその容量は、試験吸着剤の中で最も低かった。
【００４６】
表３は、５Ａ吸着剤に関するＨ２Ｏ破過とＨ２Ｏ除去能力のデータを示している。流れは破過試験の最初の６５時間は商用吸着剤を通過しないので、この吸着剤が商用吸着剤よりも低いレベルまでＨ２Ｏを除去できたか否か結論を下すことはできない。しかしながら、破過試験の６５時間での差が１６ｐｐｂだけであったので、５Ａ吸着剤は、ＦＴＩＲの検出限界よりも低いレベルまでＨ２Ｏを除去できるであろう可能性が高い。
【００４７】
表４は、ＢａＯ／Ａｌ２Ｏ３吸着剤に関するＨ２Ｏ破過とＨ２Ｏ除去能力を示している。ＢａＯ／Ａｌ２Ｏ３吸着剤は、商用吸着剤と同等の水レベルを達成することができ、４Ａ及び５Ａモレキュラーシーブよりも高い容量であった。
【００４８】
表５は、ＭｇＯ−Ｋ２Ｏ／Ａｌ２Ｏ３に関するＨ２Ｏ破過とＨ２Ｏ除去能力のデータをそれぞれ示している。試験のうちに、表１に示すように、ＭｇＯ−Ｋ２Ｏ／Ａｌ２Ｏ３は０．３６ｍｍｏｌ／ｇを吸着し、実験は破過に達しなかった。試験された全ての吸着剤と比較して、混合金属酸化物から成る乾燥剤は、商用吸着剤と同様、場合によってそれよりも低い水レベルを達成し、何れのモレキュラーシーブ、即ち、４Ａ及び５Ａよりも高い容量であった。
【００４９】
表からのデータ及び結果をまとめると、従来的な水の除去は、蒸留及び吸着を含め、表２〜３に報告される吸着剤によって立証されるように多くの方法で行われている。供給原料の濃度がしばしば１００ｐｐｂの領域にある水を４０ｐｐｂより低いレベルまで除去することは困難である。これら低い水分圧で有意な容量を達成することは、吸着剤の使用による乾燥の主な障害となっている。表５に示される破過実験によって、グループ１とグループ２の混合金属酸化物の組み合わせが、これらの低い水分圧でこれら他の系よりも水に関してはるかに高い容量を有することが示された。加えて、この組み合わせは、検出限界、即ち、４０ｐｐｂよりも低いレベルにアンモニア中の水レベルを低減する能力を有する。
【００５０】
理論によって束縛されることを意図するものではないが、比較的強い化学反応性を有する吸着剤と、比較的強い物理吸着力を有する他の吸着剤との組み合わせにより、水素化物ガス及び不活性ガス中の吸着剤の乾燥能力及び容量を改善することができると考えられる。２つのグループの金属酸化物を比較すると、グループ１の金属酸化物は、金属イオンの低原子価のために水との化学反応がより強く、特に非常に低い水分圧でも水と金属酸化物の間で強い化学結合を形成することができ、一方で、グループ２の金属酸化物は、金属イオンの比較的高いイオン電荷のために水分子に対してより強い引力を有し、水分子と吸着剤表面との接触を達成する可能性がより高くなると考えられる。グループ１の金属酸化物が、所定の水分圧範囲で吸着剤として単独で用いられる場合には、水の除去を制限する段階は、ガス相の水分子と金属酸化物との接触を達成することにある。もう一方で、グループ２の金属酸化物のみが吸着剤中に存在する場合には、極めて低い水分圧での水の除去は、金属酸化物の比較的低い化学反応性によって制限される。強い化学結合を形成することなく、物理吸着した水を自動的に脱着し、その結果、低い平衡吸着容量となる場合がある。それゆえ、グループ１とグループ２の金属酸化物を組み合わせることによって、所定の水分圧範囲での水素化物ガスの乾燥能力及び容量が向上すると考えられる。