(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣｌＯ３Ｆを不純物として含むガスに活性アルミナを反応させることを特徴とするＣｌＯ３Ｆの除去方法。
【請求項２】
前記活性アルミナとして、予め脱水処理前の質量を基準とし０．５〜１５質量％の質量減少を起こすまで脱水処理を施した活性アルミナを使用することを特徴とする請求項1に記載のＣｌＯ３Ｆの除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣｌＯ３Ｆを不純物として含むガス中のＣｌＯ３Ｆを除去する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
フッ化ペルクロリル（ＣｌＯ３Ｆ）は、一般にアルカリ金属、又はアルカリ土類金属の塩素酸塩とフッ素（Ｆ２）、又はＦ２を含むガスとの反応、あるいはアルカリ金属又はアルカリ土類金属の過塩素酸塩とフッ素化剤［例えば、フルオロ硫酸（ＨＳＯ３Ｆ）など］との反応により生成する。
【０００３】
ＣｌＯ３Ｆは、熱的に非常に安定な化合物であり、４７０℃まで加温しないと熱分解しない。また、水に不溶で酸やアルカリで分解できないという特徴がある。さらに、物性がＣｌＯ３Ｆと類似したガス中にＣｌＯ３Ｆが低濃度で含まれる場合には、蒸留による分離や濃縮も難しいため、除去が困難という問題点があった。
【０００４】
一般に、ガス中の不純物の除去方法としては、除去したい不純物との熱的安定性の差を利用して不純物を熱分解させ、ガス中の不純物を除去する方法が報告されている（特許文献１）。
【０００５】
その他、ガス中の不純物の除去方法としては、例えば半導体のクリーニングガスに用いられるＮＦ３の精製にゼオライトなどの精製薬剤を用いた方法が報告されている（非特許文献１）。
【０００６】
また、ガス中の不純物として、Ｈ２Ｏ、ＣＯ２、ＮＯ２を除去する方法として活性アルミナを用いた方法が報告されている（特許文献２）が、ＣｌＯ３Ｆを除去する方法として活性アルミナの使用は報告されていない。
【特許文献１】特開平１−２６１２１０号公報
【特許文献２】特開平５−７８１１７号公報
【非特許文献１】Ｃｈｅｍ.Ｅｎｇ.８４, １１６, (１９７７)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の熱的安定性の差を利用して不純物を熱分解させる方法において、ＣｌＯ３Ｆは熱的に非常に安定であり、同様に熱的に安定なガス中にＣｌＯ３Ｆが不純物として含まれる場合にはＣｌＯ３Ｆを除去できない。
【０００８】
また、上記のゼオライトなどの精製薬剤を用いる方法においてもＣｌＯ３Ｆを除去できない。
【０００９】
すなわち、ＣｌＯ３Ｆの除去方法に関する報告はされていない。
【００１０】
従って、本発明の課題は、ＣｌＯ３Ｆを除去できる安価な除去方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、かかる問題点に鑑み鋭意検討の結果、化学的、熱的に安定なＣｌＯ３Ｆを活性アルミナと反応させ、除去できることを見出した。
【００１２】
すなわち、本発明は、ＣｌＯ３Ｆを不純物として含むガスに活性アルミナを反応させることを特徴とするＣｌＯ３Ｆの除去方法を提供するものである。
【００１３】
または、前記活性アルミナとして、予め脱水処理前の質量を基準とし０．５〜１５質量％の質量減少を起こすまで脱水処理を施した活性アルミナを使用することを特徴とする上記のＣｌＯ３Ｆの除去方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、ガス中の不純物であるＣｌＯ３Ｆを除去することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の内容を詳細に説明する。
【００１６】
使用する活性アルミナは、製法、形状については特に問わないが、比表面積が大きいものを使用する方がＣｌＯ３Ｆの処理量が多くなるため望ましい。また、使用する際には、あらかじめ脱水処理を施すことが望ましい。脱水処理を施さないとＣｌＯ３Ｆの除去量が極端に少なくなる。脱水処理の方法については、特に問わないが、脱水により生じる質量減少が０．５〜１５質量％程度になるまで行ってから使用する方が望ましい。
【００１７】
活性アルミナは管に充填して用いる。ＣｌＯ３Ｆを不純物に含んだガスとの接触の方法については、封入法、流通法いずれでも構わない。また、ＣｌＯ３Ｆを不純物に含んだガスは、活性アルミナによって除去されないガス、例えばＮ２、Ｏ２、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｅ、Ｘｅ等の不活性ガスやＳｉＨ４、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ６、Ｃ３Ｈ８などの水素化物ガス、ＳｉＦ４、ＧｅＦ４、ＮＦ３、ＳＦ６、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ８などのフッ化物ガスなどが挙げられる。単体でも構わないが、混合ガスでも構わない。さらに、ＣｌＯ３Ｆ以外の不純物については、活性アルミナと直接反応するもの以外のものであれば、含まれていても構わない。しかし、活性アルミナに吸着されるものは、ＣｌＯ３Ｆの処理能力が低下するので、含まれていない方が好ましい。
【００１８】
活性アルミナとの反応温度については、０〜４７０℃が好ましい。低すぎると新たに冷凍機や保冷設備が必要となり、安価に精製することができなくなる。４７０℃を超えるとＣｌＯ３Ｆが熱分解し始めるのでＣｌＯ３Ｆの除去に活性アルミナを用いる必要性がなくなる。
【００１９】
活性アルミナとの反応圧力についても、特に制限はないが、０．２ＭＰａ以下の圧力が操作しやすいので好ましい。
【００２０】
活性アルミナを充填した管中の滞留時間は、１〜６００秒が好ましい。１秒未満では十分な効果が得られないし、６００秒より長くなると圧力損失が増大し、ガスの流れが悪化する。
【００２１】
以下、実施例により本発明を詳細に説明する。
【実施例】
【００２２】
図１に、本発明を用いた実験の概略系統図を示す。ＣｌＯ３Ｆ除去処理の対象となるＣｌＯ３Ｆ含有ガス１は、ＣｌＯ３ＦをＮ２で希釈したガス（実施例１）、ＣｌＯ３ＦをＣＨ４で希釈したガス（実施例２）、もしくはＣｌＯ３ＦをＮＦ３で希釈したガス（実施例３）を使用する。このガスを、開閉弁９、１１、１２、及び１３を開き、開閉弁１０、１４、及び１５を閉じることにより、活性アルミナを充填した充填管５に導入し接触させ、空容器７に捕集する。空容器７に捕集されたガスを、ＣｌＯ３Ｆの検出下限が０．５ｖｏｌｐｐｍのＦＴ−ＩＲ（大塚電子社製  ＩＧ−１０００）で分析し、ＣｌＯ３Ｆの濃度を測定する。また、活性アルミナを脱水処理する場合、ドライポンプ８により真空引きする時には、開閉弁１２、及び１４を開き、開閉弁９、１０、１１、１３、及び１５を閉じ、さらに加熱時にヒーター６を用い（実施例１、２、及び３）、Ｎ２パージを行う時には、開閉弁１０、１１、１２、及び１５を開き、開閉弁９、１３、及び１４を閉じ、さらに加熱時にヒーター６を用いて（実施例４）行う。
【００２３】
実施例１
活性アルミナを充填した充填管５として、長さ４０ｃｍの２５Ａ管に活性アルミナ（住友化学製、ＫＨＯ−２４）を１４１ｇ充填し、ヒーター６で２５０℃に加熱した状態で２時間ドライポンプ８により真空引きを行うことにより脱水処理を実施し、４．０質量％の質量減少を生じた。この脱水処理を施した活性アルミナを充填した充填管５に、室温、大気圧下において、ＣｌＯ３Ｆ除去処理対象のガスとしてＣｌＯ３Ｆを１４１０ｖｏｌｐｐｍ含むＮ２の流量をマスフローコントローラ４にて５０Ｎｍｌ/ｍｉｎ（充填管滞留時間２３６秒相当）に制御し、活性アルミナを充填した充填管５に流通させ、活性アルミナを充填した充填管５通過後のガスを空容器７に捕集した。
【００２４】
その後、捕集したガス中のＣｌＯ３Ｆ濃度をＦＴ−ＩＲ（大塚電子社製  ＩＧ−１０００）で分析した。その結果、ＣｌＯ３Ｆ濃度は検出下限の０．５ｖｏｌｐｐｍ未満であり、ＣｌＯ３Ｆを除去できることが確認できた。
【００２５】
実施例２
ＣｌＯ３Ｆ除去処理対象のガスとして、ＣｌＯ３Ｆを２２８０ｖｏｌｐｐｍ含むＣＨ４を使用する以外は、実施例１と同条件で行った。実施例１と同様に活性アルミナを充填した充填管５を通過後、空容器７に捕集したガス中のＣｌＯ３Ｆ濃度をＦＴ−ＩＲ（大塚電子社製  ＩＧ−１０００）で分析した。その結果、ＣｌＯ３Ｆ濃度は検出下限の０．５ｖｏｌｐｐｍ未満であり、ＣＨ４中のＣｌＯ３Ｆを除去できることが確認できた。
【００２６】
実施例３
ＣｌＯ３Ｆ除去処理対象のガスとして、ＣｌＯ３Ｆを２０５０ｖｏｌｐｐｍ含むＮＦ３使用する以外は、実施例１と同条件で行った。実施例１と同様に活性アルミナを充填した充填管５を通過後、空容器７に捕集したガス中のＣｌＯ３Ｆ濃度をＦＴ−ＩＲ（大塚電子社製  ＩＧ−１０００）で分析した。その結果、ＣｌＯ３Ｆ濃度は検出下限の０．５ｖｏｌｐｐｍ未満であり、ＮＦ３中のＣｌＯ３Ｆを除去できることが確認できた。
【００２７】
実施例４
活性アルミナの脱水処理として、ヒーター６で１８０℃に加熱した状態で４時間のＮ２パージ（流量１０００Ｎｍｌ/ｍｉｎ）を行い、２．７質量％の質量減少を生じた以外は、実施例１と同条件で行った。実施例１と同様に活性アルミナを充填した充填管５を通過後、空容器７に捕集したガス中のＣｌＯ３Ｆ濃度をＦＴ−ＩＲ（大塚電子社製  ＩＧ−１０００）で分析した。その結果、ＣｌＯ３Ｆ濃度は検出下限の０．５ｖｏｌｐｐｍ未満であり、Ｎ２パージによる活性アルミナの脱水処理においてもＣｌＯ３Ｆを除去できることが確認できた。
【００２８】
実施例５
活性アルミナの脱水処理を行わない以外は、実施例１と同条件で行った。実施例１と同様に活性アルミナを充填した充填管５を通過後、空容器７に捕集したガス中のＣｌＯ３Ｆ濃度をＦＴ−ＩＲ（大塚電子社製  ＩＧ−１０００）で分析した。その結果、ＣｌＯ３Ｆ濃度は１３０ｖｏｌｐｐｍであり、ＣｌＯ３Ｆを除去できることが確認できた。
【００２９】
比較例１
活性アルミナの代わりにモレキュラーシーブス４Ａ（和光純薬製）を用いる以外は実施例１と同条件で行った。実施例１と同様に脱水処理を施したモレキュラーシーブス４Ａを充填した充填管５を通過後、空容器７に捕集したガス中のＣｌＯ3Ｆ濃度をＦＴ−ＩＲ（大塚電子社製  ＩＧ−１０００）で分析した。その結果、ＣｌＯ3Ｆ濃度は充填管通過前と変化無く、モレキュラーシーブス４ＡではＣｌＯ3Ｆを除去できないことが確認できた。
【００３０】
上記の測定結果を表１に記載した。
【００３１】
【表１】
0004952430.tif 000002
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、例えば塩化物ガス、フッ化物ガスを使用する半導体工場や化学工場などの排出ガスの除害手段として、また、フロンガスや半導体製造用ガスの精製手段として利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明を用いた実験の概略系統図である。
【符号の説明】
【００３４】
１：ＣｌＯ３Ｆを含むガス（Ｎ２、ＣＨ４、またはＮＦ３希釈）
２：Ｎ２ボンベ
３：減圧弁
４：マスフローコントローラ
５：充填管
６：ヒーター
７：空容器
８：ドライポンプ
９〜１５：開閉弁
【図１】
0004952430.tif 000003