JPH08155258A - 排ガス処理剤 - Google Patents
排ガス処理剤Info
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- JPH08155258A JPH08155258A JP6297292A JP29729294A JPH08155258A JP H08155258 A JPH08155258 A JP H08155258A JP 6297292 A JP6297292 A JP 6297292A JP 29729294 A JP29729294 A JP 29729294A JP H08155258 A JPH08155258 A JP H08155258A
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Landscapes
- Treating Waste Gases (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体薄膜製造工程の排
ガス中の有機Ｖ族化合物、及び無機Ｖ族化合物を発熱を
少なくして安全に処理する。 【構成】 排ガス処理剤を、塩基性炭酸銅及び過マンガ
ン酸カリウムにアナターゼ型微粒子酸化チタンを混合す
ることにより調製する。 【効果】排ガス中の有機Ｖ族化合物は過マンガン酸カリ
ウムで酸化分解して無機Ｖ族化合物と炭化水素類にす
る。次に塩基性炭酸銅が生成した無機Ｖ族化合物を無害
化する。塩基性炭酸銅は熱分解して酸化銅になるが、分
解熱は吸熱反応なので、酸化銅と無機水素化物との反応
熱を吸収し、全体としての発熱を抑え、温度上昇を抑制
して安全に処理できる。アナターゼ型微粒子酸化チタン
は、排ガスとの接触面積を増大させ、共存する有機Ｖ族
化合物、無機Ｖ族化合物と過マンガン酸カリウム、塩基
性炭酸銅との反応を促進する。
ガス中の有機Ｖ族化合物、及び無機Ｖ族化合物を発熱を
少なくして安全に処理する。 【構成】 排ガス処理剤を、塩基性炭酸銅及び過マンガ
ン酸カリウムにアナターゼ型微粒子酸化チタンを混合す
ることにより調製する。 【効果】排ガス中の有機Ｖ族化合物は過マンガン酸カリ
ウムで酸化分解して無機Ｖ族化合物と炭化水素類にす
る。次に塩基性炭酸銅が生成した無機Ｖ族化合物を無害
化する。塩基性炭酸銅は熱分解して酸化銅になるが、分
解熱は吸熱反応なので、酸化銅と無機水素化物との反応
熱を吸収し、全体としての発熱を抑え、温度上昇を抑制
して安全に処理できる。アナターゼ型微粒子酸化チタン
は、排ガスとの接触面積を増大させ、共存する有機Ｖ族
化合物、無機Ｖ族化合物と過マンガン酸カリウム、塩基
性炭酸銅との反応を促進する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半
導体薄膜製造工程から排出される、ターシャリブチルホ
スフィン、ターシャリブチルアルシン等の有機Ｖ族化合
物、及び有機Ｖ族化合物が分解して生成するホスフィ
ン、アルシン等の無機Ｖ族化合物を含有する排ガスを化
学反応により処理し、排ガス中の有機Ｖ族化合物及び無
機Ｖ族化合物を無害化して除去するための処理剤に関す
るものである。
導体薄膜製造工程から排出される、ターシャリブチルホ
スフィン、ターシャリブチルアルシン等の有機Ｖ族化合
物、及び有機Ｖ族化合物が分解して生成するホスフィ
ン、アルシン等の無機Ｖ族化合物を含有する排ガスを化
学反応により処理し、排ガス中の有機Ｖ族化合物及び無
機Ｖ族化合物を無害化して除去するための処理剤に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】ガリウム砒素を始めとするＩＩＩ−Ｖ族
化合物半導体薄膜は、電子移動が速く、電力消費が少な
いこと、発光効率が良いことから電子デバイスを作製す
る材料として重要である。化合物半導体の薄膜を形成す
る方法としては、（Ａ）ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ Ｏｒ
ｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒｐｈａｓｅ
Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、（Ｂ）ＭＯＶＰＥ（Ｍｅｔａ
ｌ ＯｒｇａｎｉｃＶａｐｏｒ Ｐｈａｓｅ Ｅｐｉｔ
ａｘｙ）、（Ｃ）ＭＢＥ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｅａ
ｍ Ｅｐｉｔａｘｙ）、（Ｄ）ハライドＣＶＤなどがあ
る。これらの中でも（Ａ）ＭＯＣＶＤと（Ｂ）ＭＯＶＰ
Ｅは、結晶室内を高真空に保つ必要がなく、かつ原料の
交換も簡単でメンテナンスが容易であるため大いに注目
され、最近とみに使用頻度が高まっている結晶成長法で
ある。
化合物半導体薄膜は、電子移動が速く、電力消費が少な
いこと、発光効率が良いことから電子デバイスを作製す
る材料として重要である。化合物半導体の薄膜を形成す
る方法としては、（Ａ）ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ Ｏｒ
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Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、（Ｂ）ＭＯＶＰＥ（Ｍｅｔａ
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ａｘｙ）、（Ｃ）ＭＢＥ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｅａ
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る。これらの中でも（Ａ）ＭＯＣＶＤと（Ｂ）ＭＯＶＰ
Ｅは、結晶室内を高真空に保つ必要がなく、かつ原料の
交換も簡単でメンテナンスが容易であるため大いに注目
され、最近とみに使用頻度が高まっている結晶成長法で
ある。
【０００３】これらの結晶成長法においては、従来ＩＩ
Ｉ族原料として、例えばトリメチルアルミニウム、トリ
エチルインジウムなどの有機金属化合物が、またＶ族原
料には無機水素化物であるホスフィン、アルシンが用い
られてきた。これら無機水素化物であるホスフィン、ア
ルシンが結晶に固定される割合が低いこと、およびＩＩ
Ｉ族原料に対してＶ族原料が大量に使用されることか
ら、排ガス中に相当量の無機水素化物であるホスフィ
ン、アルシンが同伴する。周知の如く、ホスフィン、ア
ルシンは毒性が強く、例えばアルシンガスの最小中毒量
は０．３８ｐｐｍであるので、排ガスの処理が必要とな
る。
Ｉ族原料として、例えばトリメチルアルミニウム、トリ
エチルインジウムなどの有機金属化合物が、またＶ族原
料には無機水素化物であるホスフィン、アルシンが用い
られてきた。これら無機水素化物であるホスフィン、ア
ルシンが結晶に固定される割合が低いこと、およびＩＩ
Ｉ族原料に対してＶ族原料が大量に使用されることか
ら、排ガス中に相当量の無機水素化物であるホスフィ
ン、アルシンが同伴する。周知の如く、ホスフィン、ア
ルシンは毒性が強く、例えばアルシンガスの最小中毒量
は０．３８ｐｐｍであるので、排ガスの処理が必要とな
る。
【０００４】これらの、無機水素化物を用いるＩＩＩ−
Ｖ族化合物半導体薄膜製造工程からの排ガスの処理剤と
しては、酸化銅を主成分とする処理剤、あるいは苛性ア
ルカリ溶液を珪曹土などに含浸させたものを主成分とす
る処理剤をステンレス製の容器に充填しカートリッジ型
にしたものが実用化されている。これらの乾式処理法
は、排ガス中に含有されているホスフィン、アルシンの
ような無機Ｖ族水素化物を処理するうえで有効性が認め
られている。また、カートリッジの交換が容易であると
いうメリットもある。
Ｖ族化合物半導体薄膜製造工程からの排ガスの処理剤と
しては、酸化銅を主成分とする処理剤、あるいは苛性ア
ルカリ溶液を珪曹土などに含浸させたものを主成分とす
る処理剤をステンレス製の容器に充填しカートリッジ型
にしたものが実用化されている。これらの乾式処理法
は、排ガス中に含有されているホスフィン、アルシンの
ような無機Ｖ族水素化物を処理するうえで有効性が認め
られている。また、カートリッジの交換が容易であると
いうメリットもある。
【０００５】なお、湿式処理法としては、充填塔に硝酸
銀、過塩素酸銀、水溶解性銅化合物や苛性アルカリを含
む溶液を噴霧あるいは流下させつつ排ガスと接触させる
方法があが、湿式法は、水滴や湿分がＭＯＣＶＤやＭＯ
ＶＰＥの装置本体や配管に逆拡散、逆流する危険性から
特別な場合以外適用されない。近年、ＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体薄膜の性能の良さから需要が拡大し、その結果
ホスフィン、アルシンのような無機Ｖ族水素化物の使用
量も増大している。ホスフィン、アルシン原料は、通常
高圧ガスボンベからユースポイントに供給される。
銀、過塩素酸銀、水溶解性銅化合物や苛性アルカリを含
む溶液を噴霧あるいは流下させつつ排ガスと接触させる
方法があが、湿式法は、水滴や湿分がＭＯＣＶＤやＭＯ
ＶＰＥの装置本体や配管に逆拡散、逆流する危険性から
特別な場合以外適用されない。近年、ＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体薄膜の性能の良さから需要が拡大し、その結果
ホスフィン、アルシンのような無機Ｖ族水素化物の使用
量も増大している。ホスフィン、アルシン原料は、通常
高圧ガスボンベからユースポイントに供給される。
【０００６】しかし、ホスフィンとアルシンは毒性が強
く、ガスであるため拡散が速いこと、及び保管を高圧ガ
スボンベで行わねばならないことなどから、これらのガ
スを原料として大量に使用、保管することには不安が持
たれている。そこで、より毒性が低く、且つ常温常圧で
液体であるターシャリブチルホスフィン、ターシャリブ
チルアルシン等の有機Ｖ族化合物が、無機Ｖ族化合物の
代わりに使用されるようになってきた。ＭＯＣＶＤやＭ
ＯＶＰＥ法によって結晶成長させる場合には、有機Ｖ族
化合物が充填されたバブラー容器に水素ガスをキャリア
ーガスとして通気することで有機Ｖ族化合物をガス化
し、結晶成長室に導入、供給する。
く、ガスであるため拡散が速いこと、及び保管を高圧ガ
スボンベで行わねばならないことなどから、これらのガ
スを原料として大量に使用、保管することには不安が持
たれている。そこで、より毒性が低く、且つ常温常圧で
液体であるターシャリブチルホスフィン、ターシャリブ
チルアルシン等の有機Ｖ族化合物が、無機Ｖ族化合物の
代わりに使用されるようになってきた。ＭＯＣＶＤやＭ
ＯＶＰＥ法によって結晶成長させる場合には、有機Ｖ族
化合物が充填されたバブラー容器に水素ガスをキャリア
ーガスとして通気することで有機Ｖ族化合物をガス化
し、結晶成長室に導入、供給する。
【０００７】結晶成長室に供給される有機Ｖ族化合物と
有機ＩＩＩ族化合物とのモル比であるＶ／ＩＩＩ比は、
化合物半導体薄膜の特性を左右する重要な制御因子であ
り、実操業の値は１０〜１０００にも達し、有機Ｖ族化
合物の方が有機ＩＩＩ族化合物に対して圧倒的に多く使
用される。従って、ＭＯＣＶＤやＭＯＶＰＥ法における
化合物半導体薄膜の製造工程からの排ガスの組成は、主
成分であるキャリアーガス以外で除害すべき成分の殆ど
は有機Ｖ族化合物に起因するものであり、例えば、ター
シャリブチルホスフィンを用いる化合物半導体薄膜成長
では、ターシャリブチルホスフィンの分解物である炭化
水素類と、除害すべきホスフィンと、未反応のターシャ
リブチルホスフィンからなり、有機ＩＩＩ族化合物に基
因する除害対象物は殆ど含有されない。有機Ｖ族化合物
は無機Ｖ族化合物に比較すると毒性は低いが有毒であり
除害が必要である。
有機ＩＩＩ族化合物とのモル比であるＶ／ＩＩＩ比は、
化合物半導体薄膜の特性を左右する重要な制御因子であ
り、実操業の値は１０〜１０００にも達し、有機Ｖ族化
合物の方が有機ＩＩＩ族化合物に対して圧倒的に多く使
用される。従って、ＭＯＣＶＤやＭＯＶＰＥ法における
化合物半導体薄膜の製造工程からの排ガスの組成は、主
成分であるキャリアーガス以外で除害すべき成分の殆ど
は有機Ｖ族化合物に起因するものであり、例えば、ター
シャリブチルホスフィンを用いる化合物半導体薄膜成長
では、ターシャリブチルホスフィンの分解物である炭化
水素類と、除害すべきホスフィンと、未反応のターシャ
リブチルホスフィンからなり、有機ＩＩＩ族化合物に基
因する除害対象物は殆ど含有されない。有機Ｖ族化合物
は無機Ｖ族化合物に比較すると毒性は低いが有毒であり
除害が必要である。
【０００８】従来は、このような有機Ｖ族化合物及び無
機Ｖ族化合物を含んだ排ガスの処理にも、無機Ｖ族化合
物ホスフィン、アルシンに対して有効な酸化銅を主成分
とした処理剤が用いられている。
機Ｖ族化合物を含んだ排ガスの処理にも、無機Ｖ族化合
物ホスフィン、アルシンに対して有効な酸化銅を主成分
とした処理剤が用いられている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】酸化銅を主成分とした
処理剤は、無機Ｖ族化合物であるホスフィンやアルシン
と酸化銅とが反応して燐化銅或いは砒化銅となる化学反
応を利用してホスフィンやアルシンの除去を行うもので
ある。これに対し、有機Ｖ族化合物例えばターシャリブ
チルホスフィンやターシャリブチルアルシンなどのよう
に分子内に炭素水素結合が存在する化合物と酸化銅とは
殆ど反応しないか、或いは反応速度が非常に遅いので、
有機Ｖ族化合物を含んだ排ガスを酸化銅を主成分とする
処理剤を用いて処理することは困難である。
処理剤は、無機Ｖ族化合物であるホスフィンやアルシン
と酸化銅とが反応して燐化銅或いは砒化銅となる化学反
応を利用してホスフィンやアルシンの除去を行うもので
ある。これに対し、有機Ｖ族化合物例えばターシャリブ
チルホスフィンやターシャリブチルアルシンなどのよう
に分子内に炭素水素結合が存在する化合物と酸化銅とは
殆ど反応しないか、或いは反応速度が非常に遅いので、
有機Ｖ族化合物を含んだ排ガスを酸化銅を主成分とする
処理剤を用いて処理することは困難である。
【００１０】排ガス中の有機Ｖ族化合物を処理するに
は、有機Ｖ族化合物を熱分解や酸化分解によって無機Ｖ
族化合物に転換する必要がある。また、酸化銅と無機水
素化物との化学反応は、発熱反応であり、化合物半導体
薄膜製造工程からの排ガスを酸化銅を主成分とする処理
剤が充填されたカートリッジで処理すると、カートリッ
ジ外壁の温度が異常に上昇するという欠点がある。これ
は種々の弊害を招来するので、特に安全上の対策を強固
にする必要が生ずる。局所加熱を回避するためには、酸
化銅の濃度を希釈する方法が採用されている。この時に
希釈剤として活性アルミナ、活性炭、ゼオライト等が使
用されるが、希釈剤に吸着能力があり、且つその比表面
積があまりに大きいと、排ガス処理終了後に希釈剤から
有機及び無機のＶ族化合物が脱着しし、系外に漏洩して
くるという弊害がある。また、酸化銅の濃度の低下によ
る除害低減を補填するために、排ガス中の無機Ｖ族化合
物の移動拡散が早くなるよう希釈剤は細孔径が大きい必
要がある。
は、有機Ｖ族化合物を熱分解や酸化分解によって無機Ｖ
族化合物に転換する必要がある。また、酸化銅と無機水
素化物との化学反応は、発熱反応であり、化合物半導体
薄膜製造工程からの排ガスを酸化銅を主成分とする処理
剤が充填されたカートリッジで処理すると、カートリッ
ジ外壁の温度が異常に上昇するという欠点がある。これ
は種々の弊害を招来するので、特に安全上の対策を強固
にする必要が生ずる。局所加熱を回避するためには、酸
化銅の濃度を希釈する方法が採用されている。この時に
希釈剤として活性アルミナ、活性炭、ゼオライト等が使
用されるが、希釈剤に吸着能力があり、且つその比表面
積があまりに大きいと、排ガス処理終了後に希釈剤から
有機及び無機のＶ族化合物が脱着しし、系外に漏洩して
くるという弊害がある。また、酸化銅の濃度の低下によ
る除害低減を補填するために、排ガス中の無機Ｖ族化合
物の移動拡散が早くなるよう希釈剤は細孔径が大きい必
要がある。
【００１１】本発明は、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体薄膜
製造工程から排出される、ターシャリブチルホスフィ
ン、ターシャリブチルアルシン等の有機Ｖ族化合物、及
びホスフィン、アルシン等の無機Ｖ族化合物を含有する
排ガスの処理における上記問題を解決するものであっ
て、有機Ｖ族化合物、無機Ｖ族化合物を共に処理可能で
あり、排ガスを処理するにあたり、全体として発熱が少
なく安全に処理を行うことができる排ガス処理剤を提供
することを目的とする。
製造工程から排出される、ターシャリブチルホスフィ
ン、ターシャリブチルアルシン等の有機Ｖ族化合物、及
びホスフィン、アルシン等の無機Ｖ族化合物を含有する
排ガスの処理における上記問題を解決するものであっ
て、有機Ｖ族化合物、無機Ｖ族化合物を共に処理可能で
あり、排ガスを処理するにあたり、全体として発熱が少
なく安全に処理を行うことができる排ガス処理剤を提供
することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の発明者は、上記
課題を解決するため、ＭＯＣＶＤやＭＯＶＰＥ等のＩＩ
Ｉ−Ｖ族化合物半導体薄膜製造工程から排出される排ガ
スに含まれる、有機Ｖ族化合物、無機Ｖ族化合物の処理
に有効な成分の探索を行った結果、有機物の分解が可能
な酸化力を保有している過マンガン酸カリウムが、有機
Ｖ族化合物を酸化分解して無機Ｖ族化合物と炭化水素類
にすることに有効であり、塩基性炭酸銅が有機Ｖ族化合
物の酸化分解により生成した無機Ｖ族化合物の無害化に
有効であり、また、塩基性炭酸銅は熱分解して酸化銅に
なるが、分解熱は吸熱反応であることから酸化銅と無機
水素化物との反応熱を吸収し、全体としての発熱を抑え
ることができることを見出した。
課題を解決するため、ＭＯＣＶＤやＭＯＶＰＥ等のＩＩ
Ｉ−Ｖ族化合物半導体薄膜製造工程から排出される排ガ
スに含まれる、有機Ｖ族化合物、無機Ｖ族化合物の処理
に有効な成分の探索を行った結果、有機物の分解が可能
な酸化力を保有している過マンガン酸カリウムが、有機
Ｖ族化合物を酸化分解して無機Ｖ族化合物と炭化水素類
にすることに有効であり、塩基性炭酸銅が有機Ｖ族化合
物の酸化分解により生成した無機Ｖ族化合物の無害化に
有効であり、また、塩基性炭酸銅は熱分解して酸化銅に
なるが、分解熱は吸熱反応であることから酸化銅と無機
水素化物との反応熱を吸収し、全体としての発熱を抑え
ることができることを見出した。
【００１３】更に、アナターゼ型微粒子酸化チタンを補
助剤として添加すると、比較的大きな比表面積により過
マンガン酸カリウムを効果的に担持し、且つその大きな
径の細孔により効率的に有機Ｖ族化合物、無機Ｖ族化合
物と過マンガン酸カリウム、塩基性炭酸銅との反応を行
わせることができること、アナターゼ型微粒子酸化チタ
ンは、それ自体有機Ｖ族化合物、無機Ｖ族化合物と反応
することはないが、これを添加することで相対的に発熱
量を減少させるという効果もあり、しかも、充填塔の排
ガス通過時の圧力損失を少なくするために処理剤を適当
な大きさ、形状に成形する際の成形性を改善するという
ことを見出した。
助剤として添加すると、比較的大きな比表面積により過
マンガン酸カリウムを効果的に担持し、且つその大きな
径の細孔により効率的に有機Ｖ族化合物、無機Ｖ族化合
物と過マンガン酸カリウム、塩基性炭酸銅との反応を行
わせることができること、アナターゼ型微粒子酸化チタ
ンは、それ自体有機Ｖ族化合物、無機Ｖ族化合物と反応
することはないが、これを添加することで相対的に発熱
量を減少させるという効果もあり、しかも、充填塔の排
ガス通過時の圧力損失を少なくするために処理剤を適当
な大きさ、形状に成形する際の成形性を改善するという
ことを見出した。
【００１４】この知見に基づき、本発明では、ＩＩＩ−
Ｖ族化合物半導体薄膜製造工程から排出される有機Ｖ族
化合物及び無機Ｖ族化合物を含有する排ガスを処理する
排ガス処理剤を、塩基性炭酸銅及び過マンガン酸カリウ
ムにアナターゼ型微粒子酸化チタンを混合することによ
り調製している。本発明の処理剤の主成分の一つである
過マンガン酸カリウムは、工業用の製品を使用すること
ができるが、均質な処理剤を製造するためには、微粉末
を使用することが好ましい。
Ｖ族化合物半導体薄膜製造工程から排出される有機Ｖ族
化合物及び無機Ｖ族化合物を含有する排ガスを処理する
排ガス処理剤を、塩基性炭酸銅及び過マンガン酸カリウ
ムにアナターゼ型微粒子酸化チタンを混合することによ
り調製している。本発明の処理剤の主成分の一つである
過マンガン酸カリウムは、工業用の製品を使用すること
ができるが、均質な処理剤を製造するためには、微粉末
を使用することが好ましい。
【００１５】塩基性炭酸銅は、硫酸銅や塩化第二銅の溶
液に炭酸ソーダの溶液を添加し、ｐＨを中性から弱酸性
にして生成させ、挟雑イオンを水洗除去後、濾過、乾燥
して製造されているが、この塩基性炭酸銅はあまり好適
ではなく、高い固気接触効率を達成するためには、遠心
式光透過法による平均粒子径が０．５μｍ以下の微粒子
とすること、できれば０．３μｍ以下であることが望ま
しい。平均粒子径を０．５μｍ以下の微粒子とする方法
としては、銅化合物と炭酸ソーダの反応時に細かくして
も、湿式あるいは乾式粉砕で細かくしても何れでもよ
い。但し、反応で細かくすると、水洗工程の負荷が大き
くなるという欠点がある。
液に炭酸ソーダの溶液を添加し、ｐＨを中性から弱酸性
にして生成させ、挟雑イオンを水洗除去後、濾過、乾燥
して製造されているが、この塩基性炭酸銅はあまり好適
ではなく、高い固気接触効率を達成するためには、遠心
式光透過法による平均粒子径が０．５μｍ以下の微粒子
とすること、できれば０．３μｍ以下であることが望ま
しい。平均粒子径を０．５μｍ以下の微粒子とする方法
としては、銅化合物と炭酸ソーダの反応時に細かくして
も、湿式あるいは乾式粉砕で細かくしても何れでもよ
い。但し、反応で細かくすると、水洗工程の負荷が大き
くなるという欠点がある。
【００１６】塩基性炭酸銅は、無機Ｖ族化合物と塩基性
炭酸銅の熱分解により生成する酸化銅との反応による発
熱を吸収し、酸化銅への転換を容易にするためには、孔
雀石として知られている分子式ＣｕＣＯ3 ・Ｃｕ（Ｏ
Ｈ）2 よりＯＨ基が多く含まれ、その含有量が理論量の
１．１倍以上であり、できれば１．２倍以上であること
が好ましい。このＯＨ基の含有量のものは、銅化合物と
炭酸ソーダのｐＨを制御して、反応中のｐＨ変動を小さ
く保ち、ｐＨが中性から酸性にすることを絶対に回避
し、反応温度を６０°Ｃから７０°Ｃに維持して製造す
ることができる。
炭酸銅の熱分解により生成する酸化銅との反応による発
熱を吸収し、酸化銅への転換を容易にするためには、孔
雀石として知られている分子式ＣｕＣＯ3 ・Ｃｕ（Ｏ
Ｈ）2 よりＯＨ基が多く含まれ、その含有量が理論量の
１．１倍以上であり、できれば１．２倍以上であること
が好ましい。このＯＨ基の含有量のものは、銅化合物と
炭酸ソーダのｐＨを制御して、反応中のｐＨ変動を小さ
く保ち、ｐＨが中性から酸性にすることを絶対に回避
し、反応温度を６０°Ｃから７０°Ｃに維持して製造す
ることができる。
【００１７】アナターゼ型微粒子酸化チタンは、硫酸法
の顔料用酸化チタンをアンモニヤなどのアルカリ剤で中
和して硫酸根を洗浄除去した後、結晶成長促進剤を添加
せずに３００°Ｃから７００°Ｃの温度で焼成後、粉砕
することで製造される。この製造方法により得られる酸
化チタンは、この範囲の焼成温度であれは、温度に関係
なく結晶系がアナターゼ型である。比表面積と粒子径
は、焼成温度に依存して変化し、温度が高くなるに従い
比表面積が小さく、粒子径が大きくなる。４００°Ｃか
ら６００°Ｃの焼成温度で製造されたアナターゼ型微粒
子酸化チタンの比表面積は３０から１００ｍ2 ／ｇ、遠
心式光透過法による平均粒子径が０．３μｍ以下を示
す。アナターゼ型の結晶系が選択されたのは、比表面積
の大きいものが得られること、過マンガン酸カリウムを
効率よく担持させることができること、径の大きい細孔
が多く存在していること、及び適度の粘着性を保有して
いることなどによる。
の顔料用酸化チタンをアンモニヤなどのアルカリ剤で中
和して硫酸根を洗浄除去した後、結晶成長促進剤を添加
せずに３００°Ｃから７００°Ｃの温度で焼成後、粉砕
することで製造される。この製造方法により得られる酸
化チタンは、この範囲の焼成温度であれは、温度に関係
なく結晶系がアナターゼ型である。比表面積と粒子径
は、焼成温度に依存して変化し、温度が高くなるに従い
比表面積が小さく、粒子径が大きくなる。４００°Ｃか
ら６００°Ｃの焼成温度で製造されたアナターゼ型微粒
子酸化チタンの比表面積は３０から１００ｍ2 ／ｇ、遠
心式光透過法による平均粒子径が０．３μｍ以下を示
す。アナターゼ型の結晶系が選択されたのは、比表面積
の大きいものが得られること、過マンガン酸カリウムを
効率よく担持させることができること、径の大きい細孔
が多く存在していること、及び適度の粘着性を保有して
いることなどによる。
【００１８】本発明の処理剤は、塩基性炭酸銅、過マン
ガン酸カリウム、及びアナターゼ型微粒子酸化チタンの
所定量を計量し、水を加えて混練、造粒、乾燥して製造
される。塩基性炭酸銅、過マンガン酸カリウム、及びア
ナターゼ型微粒子酸化チタンの混合比率については、過
マンガン酸カリウムが必要以上に多量になると有機化合
物と接触した場合の危険性が増すこと及び無機化合物と
塩基性炭酸銅との接触の機会を減少することから除害効
率が低下するので好ましくない。逆に過マンガン酸カリ
ウムが過少であると有機Ｖ族化合物の酸化分解が不十分
になり好ましくない。
ガン酸カリウム、及びアナターゼ型微粒子酸化チタンの
所定量を計量し、水を加えて混練、造粒、乾燥して製造
される。塩基性炭酸銅、過マンガン酸カリウム、及びア
ナターゼ型微粒子酸化チタンの混合比率については、過
マンガン酸カリウムが必要以上に多量になると有機化合
物と接触した場合の危険性が増すこと及び無機化合物と
塩基性炭酸銅との接触の機会を減少することから除害効
率が低下するので好ましくない。逆に過マンガン酸カリ
ウムが過少であると有機Ｖ族化合物の酸化分解が不十分
になり好ましくない。
【００１９】補助剤としてのアナターゼ型微粒子酸化チ
タンは、物質自体が直接反応に関与しないから、その比
率を大きくすると処理剤の除害効率を低下させる。しか
し、アナターゼ型微粒子酸化チタンは、適量添加するこ
とにより、過マンガン酸カリウムと塩基性炭酸銅の均一
分散に寄与して無機Ｖ族化合物のとの反応をはやく完全
にさせ、その比表面積の大きいことから固気接触面積を
増し、径の大きい細孔が多いことから除害容量を増大さ
せる。更に酸化チタン特有の付着性や粘結性から処理剤
の成形時に水以外の粘着剤を必要としないという利点が
ある。
タンは、物質自体が直接反応に関与しないから、その比
率を大きくすると処理剤の除害効率を低下させる。しか
し、アナターゼ型微粒子酸化チタンは、適量添加するこ
とにより、過マンガン酸カリウムと塩基性炭酸銅の均一
分散に寄与して無機Ｖ族化合物のとの反応をはやく完全
にさせ、その比表面積の大きいことから固気接触面積を
増し、径の大きい細孔が多いことから除害容量を増大さ
せる。更に酸化チタン特有の付着性や粘結性から処理剤
の成形時に水以外の粘着剤を必要としないという利点が
ある。
【００２０】以上の点から、塩基性炭酸銅、過マンガン
酸カリウム、及びアナターゼ型微粒子酸化チタンの及び
アナターゼ型微粒子酸化チタンの混合比率は、重量比で
４０〜６０：２〜２０：２０〜５０の範囲とするのが好
適である。上記の比率で計量し、水を加えて混練、造
粒、乾燥して製造される処理剤の成形体の形状は、球状
や円柱状などが代表的なものである。成形体の大きさ
は、充填塔に充填して使用する際排ガスとの接触面積が
できる限り大きくとれるようにすべきであるが、一般に
充填塔でのガスの偏流を防止するためには、成形体の大
きさは、塔径の１／１０よりも小さくする必要があると
されている。しかし、粉末に近い大きさだと圧力損失が
大きくなり、処理剤の充填・取出しの取扱時に粉塵が発
生し、成形コストが高くなるという弊害がある。
酸カリウム、及びアナターゼ型微粒子酸化チタンの及び
アナターゼ型微粒子酸化チタンの混合比率は、重量比で
４０〜６０：２〜２０：２０〜５０の範囲とするのが好
適である。上記の比率で計量し、水を加えて混練、造
粒、乾燥して製造される処理剤の成形体の形状は、球状
や円柱状などが代表的なものである。成形体の大きさ
は、充填塔に充填して使用する際排ガスとの接触面積が
できる限り大きくとれるようにすべきであるが、一般に
充填塔でのガスの偏流を防止するためには、成形体の大
きさは、塔径の１／１０よりも小さくする必要があると
されている。しかし、粉末に近い大きさだと圧力損失が
大きくなり、処理剤の充填・取出しの取扱時に粉塵が発
生し、成形コストが高くなるという弊害がある。
【００２１】本発明では、成形後の乾燥は重要である。
処理剤の乾燥を８０°Ｃを越える温度で行うと、塩基性
炭酸銅が熱分解して酸化銅になるので、排ガス処理時の
反応温度抑制という効果が期待できなくなり、更に乾燥
中に処理剤が強く収縮し組織が緻密になって固気接触効
率が低下してしまうという不都合を生ずるので、高温の
乾燥は好ましくない。処理剤の乾燥は低温で行い、処理
剤の収縮を防止して成形時の微孔や水分の抜けたあとの
気孔、及びアナターゼ型微粒子酸化チタンが保有してい
る径の大きい細孔を維持できる温度、即ち６０〜８０°
で行うのが好ましい。
処理剤の乾燥を８０°Ｃを越える温度で行うと、塩基性
炭酸銅が熱分解して酸化銅になるので、排ガス処理時の
反応温度抑制という効果が期待できなくなり、更に乾燥
中に処理剤が強く収縮し組織が緻密になって固気接触効
率が低下してしまうという不都合を生ずるので、高温の
乾燥は好ましくない。処理剤の乾燥は低温で行い、処理
剤の収縮を防止して成形時の微孔や水分の抜けたあとの
気孔、及びアナターゼ型微粒子酸化チタンが保有してい
る径の大きい細孔を維持できる温度、即ち６０〜８０°
で行うのが好ましい。
【００２２】
【作用】本発明の処理剤は、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体
薄膜製造工程から排出される排ガス中の有機Ｖ族化合物
を過マンガン酸カリウムで酸化分解して無機Ｖ族化合物
と炭化水素類にする。次に塩基性炭酸銅が有機Ｖ族化合
物の酸化分解により生成した無機Ｖ族化合物を無害化す
る。塩基性炭酸銅は熱分解して酸化銅になるが、分解熱
は吸熱反応であることから酸化銅と無機水素化物との反
応熱を吸収し、全体としての発熱を抑えることができ、
温度上昇を抑制して安全に処理することができる。アナ
ターゼ型微粒子酸化チタンは、排ガスとの接触面積を増
大させ、共存する有機Ｖ族化合物、無機Ｖ族化合物と過
マンガン酸カリウム、塩基性炭酸銅との反応を促進す
る。
薄膜製造工程から排出される排ガス中の有機Ｖ族化合物
を過マンガン酸カリウムで酸化分解して無機Ｖ族化合物
と炭化水素類にする。次に塩基性炭酸銅が有機Ｖ族化合
物の酸化分解により生成した無機Ｖ族化合物を無害化す
る。塩基性炭酸銅は熱分解して酸化銅になるが、分解熱
は吸熱反応であることから酸化銅と無機水素化物との反
応熱を吸収し、全体としての発熱を抑えることができ、
温度上昇を抑制して安全に処理することができる。アナ
ターゼ型微粒子酸化チタンは、排ガスとの接触面積を増
大させ、共存する有機Ｖ族化合物、無機Ｖ族化合物と過
マンガン酸カリウム、塩基性炭酸銅との反応を促進す
る。
【００２３】本処理剤の使用される排ガス中の有機Ｖ族
化合物、無機Ｖ族化合物の濃度には制限はないが、濃度
が高いときには有機Ｖ族化合物と過マンガン酸カリウ
ム、無機Ｖ族化合物と塩基性炭酸銅との反応熱が大きく
なるので冷却を必要とする場合も生ずる。
化合物、無機Ｖ族化合物の濃度には制限はないが、濃度
が高いときには有機Ｖ族化合物と過マンガン酸カリウ
ム、無機Ｖ族化合物と塩基性炭酸銅との反応熱が大きく
なるので冷却を必要とする場合も生ずる。
【００２４】
（実施例１）平均粒子径が０．２８μｍ、ＯＨ基の含有
量が理論値の１．１８倍の塩基性炭酸銅と、比表面積が
６５ｍ2 ／ｇで平均粒子径が０．１８μｍのアナターゼ
型微粒子酸化チタン、及び市販の過マンガン酸カリウム
を、乾燥重量比で４５：３５：２０となるように計量
し、充分混合したのち、水を加えて混練し、直径１．５
ｍｍ×高さ１０ｍｍの円柱状に成形した。これを６０°
Ｃの温度で６時間乾燥した。この処理剤４４５ｇを直径
４５ｍｍのパイレックスガラス管に充填した充填塔に、
水素ガスをキャリアーガスとして２．４ｖｏｌ％のター
シャリブチルホスフィンを含む混合ガスを線速度３９ｃ
ｍ／ｍｉｎで通過させた。
量が理論値の１．１８倍の塩基性炭酸銅と、比表面積が
６５ｍ2 ／ｇで平均粒子径が０．１８μｍのアナターゼ
型微粒子酸化チタン、及び市販の過マンガン酸カリウム
を、乾燥重量比で４５：３５：２０となるように計量
し、充分混合したのち、水を加えて混練し、直径１．５
ｍｍ×高さ１０ｍｍの円柱状に成形した。これを６０°
Ｃの温度で６時間乾燥した。この処理剤４４５ｇを直径
４５ｍｍのパイレックスガラス管に充填した充填塔に、
水素ガスをキャリアーガスとして２．４ｖｏｌ％のター
シャリブチルホスフィンを含む混合ガスを線速度３９ｃ
ｍ／ｍｉｎで通過させた。
【００２５】このとき破過までに要した時間は４３分で
あった。また外壁の最高温度は５４°Ｃであった。 （実施例２）水素ガスをキャリアーガスとして２．４ｖ
ｏｌ％のターシャリブチルホスフィンを含む混合ガスを
線速度３９ｃｍ／ｍｉｎで、７００°Ｃに加熱した石英
ガラス管を通過させてターシャリブチルホスフィンを部
分的に熱分解したのち、このガスを実施例１と同様の組
成の処理剤４５０ｇを直径４５ｍｍのパイレックスガラ
ス管に充填した充填塔を通過させた。このとき破過まで
に要した時間は９０分であった。外壁の最高温度は４０
°Ｃであった。
あった。また外壁の最高温度は５４°Ｃであった。 （実施例２）水素ガスをキャリアーガスとして２．４ｖ
ｏｌ％のターシャリブチルホスフィンを含む混合ガスを
線速度３９ｃｍ／ｍｉｎで、７００°Ｃに加熱した石英
ガラス管を通過させてターシャリブチルホスフィンを部
分的に熱分解したのち、このガスを実施例１と同様の組
成の処理剤４５０ｇを直径４５ｍｍのパイレックスガラ
ス管に充填した充填塔を通過させた。このとき破過まで
に要した時間は９０分であった。外壁の最高温度は４０
°Ｃであった。
【００２６】（比較例１）平均粒子径が０．２８μｍ、
ＯＨ基の含有量が理論値の１．１８倍の塩基性炭酸銅と
市販の過マンガン酸カリウムを、乾燥重量比で２：１の
比率で充分混合したのち、水を加えて混練し、直径１．
５ｍｍ×高さ１０ｍｍの円柱状に成形した。これを６０
°Ｃの温度で６時間乾燥した。この処理剤２７３ｇを直
径２６ｍｍのパイレックスガラス管に充填した充填塔
に、水素ガスをキャリアーガスとして２．４ｖｏｌ％の
ターシャリブチルホスフィンを含む混合ガスを線速度３
９ｃｍ／ｍｉｎで通過させた。
ＯＨ基の含有量が理論値の１．１８倍の塩基性炭酸銅と
市販の過マンガン酸カリウムを、乾燥重量比で２：１の
比率で充分混合したのち、水を加えて混練し、直径１．
５ｍｍ×高さ１０ｍｍの円柱状に成形した。これを６０
°Ｃの温度で６時間乾燥した。この処理剤２７３ｇを直
径２６ｍｍのパイレックスガラス管に充填した充填塔
に、水素ガスをキャリアーガスとして２．４ｖｏｌ％の
ターシャリブチルホスフィンを含む混合ガスを線速度３
９ｃｍ／ｍｉｎで通過させた。
【００２７】このとき破過までに要した時間は２７分で
あった。また外壁の最高温度は６３°Ｃであった。な
お、実施例及び比較例での破過の検出には、光明化学株
式会社製アルシン、ホスフィン検知管を使用し、予め濃
度が既知のターシャリブチルホスフィンガスを用いて較
正を行った。ターシャリブチルホスフィンガス濃度４ｐ
ｐｍでのときの検知管の指示は１．２ｐｐｍであった。
あった。また外壁の最高温度は６３°Ｃであった。な
お、実施例及び比較例での破過の検出には、光明化学株
式会社製アルシン、ホスフィン検知管を使用し、予め濃
度が既知のターシャリブチルホスフィンガスを用いて較
正を行った。ターシャリブチルホスフィンガス濃度４ｐ
ｐｍでのときの検知管の指示は１．２ｐｐｍであった。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の排ガスの
処理剤によれば、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体薄膜製造工
程において排出される有機Ｖ族化合物、無機Ｖ族化合物
を含んだ排ガスを、発熱を少なくし温度上昇を抑制して
完全に処理することができる。塩基性炭酸銅の平均粒子
径は、０．５μｍ以下とすることにより高い固気接触効
率を達成することができる。
処理剤によれば、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体薄膜製造工
程において排出される有機Ｖ族化合物、無機Ｖ族化合物
を含んだ排ガスを、発熱を少なくし温度上昇を抑制して
完全に処理することができる。塩基性炭酸銅の平均粒子
径は、０．５μｍ以下とすることにより高い固気接触効
率を達成することができる。
【００２９】塩基性炭酸銅中の水酸基の含有量は、分子
式ＣｕＣＯ3 ・Ｃｕ（ＯＨ）2 の理論量の１．１倍以上
とすることにより塩基性炭酸銅の熱分解により生成する
酸化銅と無機Ｖ族化合物との反応による発熱を吸収し、
酸化銅への転換を容易にすることができる。アナターゼ
型微粒子酸化チタンの平均粒子径は、０．３μｍ以下と
し、比表面積を５０〜８０ｍ2 ／ｇとすることにより、
過マンガン酸カリウムと塩基性炭酸銅の均一分散に寄与
して無機Ｖ族化合物のとの反応をはやく完全にさせ、固
気接触面積を増し、径の大きい細孔が多いことから除害
容量を増大させることができる。
式ＣｕＣＯ3 ・Ｃｕ（ＯＨ）2 の理論量の１．１倍以上
とすることにより塩基性炭酸銅の熱分解により生成する
酸化銅と無機Ｖ族化合物との反応による発熱を吸収し、
酸化銅への転換を容易にすることができる。アナターゼ
型微粒子酸化チタンの平均粒子径は、０．３μｍ以下と
し、比表面積を５０〜８０ｍ2 ／ｇとすることにより、
過マンガン酸カリウムと塩基性炭酸銅の均一分散に寄与
して無機Ｖ族化合物のとの反応をはやく完全にさせ、固
気接触面積を増し、径の大きい細孔が多いことから除害
容量を増大させることができる。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成７年２月２１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００４】これらの無機水素化物を用いるＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体薄膜製造工程からの排ガスの処理剤とし
ては、酸化銅を主成分とする処理剤、あるいは苛性アル
カリ溶液を珪曹土などに含浸させたものを主成分とする
処理剤をステンレス製の容器に充填しカートリッジ型に
したものが実用化されている。これらの乾式処理法は、
排ガス中に含有されているホスフィン、アルシンのよう
な無機Ｖ族水素化物を処理するうえで有効性が認められ
ている。また、カートリッジの交換が容易であるという
メリットもある。
族化合物半導体薄膜製造工程からの排ガスの処理剤とし
ては、酸化銅を主成分とする処理剤、あるいは苛性アル
カリ溶液を珪曹土などに含浸させたものを主成分とする
処理剤をステンレス製の容器に充填しカートリッジ型に
したものが実用化されている。これらの乾式処理法は、
排ガス中に含有されているホスフィン、アルシンのよう
な無機Ｖ族水素化物を処理するうえで有効性が認められ
ている。また、カートリッジの交換が容易であるという
メリットもある。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００５】なお、湿式処理法としては、充填塔に硝酸
銀、過塩素酸銀、水溶解性銅化合物や苛性アルカリを含
む溶液を噴霧あるいは流下させつつ排ガスと接触させる
方法があが、湿式法は、水滴や湿分がＭＯＣＶＤやＭＯ
ＶＰＥの装置本体や配管に逆拡散、逆流する危険性から
特別な場合以外適用されない。近年、ＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体薄膜の性能の良さからその需要が拡大し、その
結果ホスフィン、アルシンのような無機Ｖ族水素化物の
使用量も増大している。ホスフィン、アルシン原料は、
通常高圧ガスボンベからユースポイントに供給される。
銀、過塩素酸銀、水溶解性銅化合物や苛性アルカリを含
む溶液を噴霧あるいは流下させつつ排ガスと接触させる
方法があが、湿式法は、水滴や湿分がＭＯＣＶＤやＭＯ
ＶＰＥの装置本体や配管に逆拡散、逆流する危険性から
特別な場合以外適用されない。近年、ＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体薄膜の性能の良さからその需要が拡大し、その
結果ホスフィン、アルシンのような無機Ｖ族水素化物の
使用量も増大している。ホスフィン、アルシン原料は、
通常高圧ガスボンベからユースポイントに供給される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００７】結晶成長室に供給される有機Ｖ族化合物と
有機ＩＩＩ族化合物とのモル比であるＶ／ＩＩＩ比は、
化合物半導体薄膜の特性を左右する重要な制御因子であ
り、実操業の値は１０〜１０００にも達し、有機Ｖ族化
合物の方が有機ＩＩＩ族化合物に対して圧倒的に多く使
用される。従って、ＭＯＣＶＤやＭＯＶＰＥ法における
化合物半導体薄膜の製造工程からの排ガスの組成は、主
成分であるキャリアーガス以外で除害すべき成分の殆ど
は有機Ｖ族化合物に起因するものであり、例えば、ター
シャリブチルホスフィンを用いる化合物半導体薄膜成長
では、ターシャリブチルホスフィンの分解物である炭化
水素類と、除害すべきホスフィンと、未反応のターシャ
リブチルホスフィンからなり、有機ＩＩＩ族化合物に基
因する除害対象物は殆ど含有されない。有機Ｖ族化合物
は無機Ｖ族化合物と比較すると毒性は低いが有毒であり
除害が必要である。
有機ＩＩＩ族化合物とのモル比であるＶ／ＩＩＩ比は、
化合物半導体薄膜の特性を左右する重要な制御因子であ
り、実操業の値は１０〜１０００にも達し、有機Ｖ族化
合物の方が有機ＩＩＩ族化合物に対して圧倒的に多く使
用される。従って、ＭＯＣＶＤやＭＯＶＰＥ法における
化合物半導体薄膜の製造工程からの排ガスの組成は、主
成分であるキャリアーガス以外で除害すべき成分の殆ど
は有機Ｖ族化合物に起因するものであり、例えば、ター
シャリブチルホスフィンを用いる化合物半導体薄膜成長
では、ターシャリブチルホスフィンの分解物である炭化
水素類と、除害すべきホスフィンと、未反応のターシャ
リブチルホスフィンからなり、有機ＩＩＩ族化合物に基
因する除害対象物は殆ど含有されない。有機Ｖ族化合物
は無機Ｖ族化合物と比較すると毒性は低いが有毒であり
除害が必要である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】排ガス中の有機Ｖ族化合物を処理するに
は、有機Ｖ族化合物を熱分解や酸化分解によって無機Ｖ
族化合物に転換する必要がある。また、酸化銅と無機水
素化物との化学反応は、発熱反応であり、化合物半導体
薄膜製造工程からの排ガスを酸化銅を主成分とする処理
剤が充填されたカートリッジで処理すると、カートリッ
ジ外壁の温度が異常に上昇するという欠点がある。これ
は種々の弊害を招来するので、特に安全上の対策を強固
にする必要が生ずる。局所加熱を回避するためには、酸
化銅の濃度を希釈する方法が採用されている。この時に
希釈剤として活性アルミナ、活性炭、ゼオライト等が使
用されるが、希釈剤に吸着能力があり、且つその比表面
積があまりに大きいと、排ガス処理終了後に希釈剤から
有機及び無機のＶ族化合物が脱着し、系外に漏洩してく
るという弊害がある。また、酸化銅の濃度の低下による
除害能力の低減を補填するために、排ガス中の無機Ｖ族
化合物の移動、拡散が早くなるよう希釈剤は細孔径が大
きい必要がある。
は、有機Ｖ族化合物を熱分解や酸化分解によって無機Ｖ
族化合物に転換する必要がある。また、酸化銅と無機水
素化物との化学反応は、発熱反応であり、化合物半導体
薄膜製造工程からの排ガスを酸化銅を主成分とする処理
剤が充填されたカートリッジで処理すると、カートリッ
ジ外壁の温度が異常に上昇するという欠点がある。これ
は種々の弊害を招来するので、特に安全上の対策を強固
にする必要が生ずる。局所加熱を回避するためには、酸
化銅の濃度を希釈する方法が採用されている。この時に
希釈剤として活性アルミナ、活性炭、ゼオライト等が使
用されるが、希釈剤に吸着能力があり、且つその比表面
積があまりに大きいと、排ガス処理終了後に希釈剤から
有機及び無機のＶ族化合物が脱着し、系外に漏洩してく
るという弊害がある。また、酸化銅の濃度の低下による
除害能力の低減を補填するために、排ガス中の無機Ｖ族
化合物の移動、拡散が早くなるよう希釈剤は細孔径が大
きい必要がある。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１６】塩基性炭酸銅は、無機Ｖ族化合物と塩基性
炭酸銅の熱分解により生成する酸化銅との反応による発
熱を吸収し、酸化銅への転換を容易にするためには、孔
雀石として知られている分子式ＣｕＣＯ3 ・Ｃｕ（Ｏ
Ｈ）2 よりＯＨ基が多く含まれ、その含有量が理論量の
１．１倍以上であり、できれば１．２倍以上であること
が好ましい。このＯＨ基の含有量のものは、銅化合物と
炭酸ソーダの反応時のｐＨを制御して、反応中のｐＨ変
動を小さく保ち、ｐＨが中性から酸性にすることを絶対
に回避し、反応温度を６０°Ｃから７０°Ｃに維持して
製造することができる。
炭酸銅の熱分解により生成する酸化銅との反応による発
熱を吸収し、酸化銅への転換を容易にするためには、孔
雀石として知られている分子式ＣｕＣＯ3 ・Ｃｕ（Ｏ
Ｈ）2 よりＯＨ基が多く含まれ、その含有量が理論量の
１．１倍以上であり、できれば１．２倍以上であること
が好ましい。このＯＨ基の含有量のものは、銅化合物と
炭酸ソーダの反応時のｐＨを制御して、反応中のｐＨ変
動を小さく保ち、ｐＨが中性から酸性にすることを絶対
に回避し、反応温度を６０°Ｃから７０°Ｃに維持して
製造することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１７】アナターゼ型微粒子酸化チタンは、硫酸法
の顔料用酸化チタンをアンモニヤなどのアルカリ剤で中
和して硫酸根を洗浄除去した後、結晶成長促進剤を添加
せずに３００°Ｃから７００°Ｃの温度で焼成後、粉砕
することで製造される。この製造方法により得られる酸
化チタンは、この範囲の焼成温度であれば、温度に関係
なく結晶系がアナターゼ型である。比表面積と粒子径
は、焼成温度に依存して変化し、温度が高くなるに従い
比表面積が小さく、粒子径が大きくなる。４００°Ｃか
ら６００°Ｃの焼成温度で製造されたアナターゼ型微粒
子酸化チタンの比表面積は３０から１００ｍ2 ／ｇ、遠
心式光透過法による平均粒子径が０．３μｍ以下を示
す。アナターゼ型の結晶系が選択されたのは、比表面積
の大きいものが得られること、過マンガン酸カリウムを
効率よく担持させることができること、径の大きい細孔
が多く存在していること、及び適度の粘着性を保有して
いることなどによる。
の顔料用酸化チタンをアンモニヤなどのアルカリ剤で中
和して硫酸根を洗浄除去した後、結晶成長促進剤を添加
せずに３００°Ｃから７００°Ｃの温度で焼成後、粉砕
することで製造される。この製造方法により得られる酸
化チタンは、この範囲の焼成温度であれば、温度に関係
なく結晶系がアナターゼ型である。比表面積と粒子径
は、焼成温度に依存して変化し、温度が高くなるに従い
比表面積が小さく、粒子径が大きくなる。４００°Ｃか
ら６００°Ｃの焼成温度で製造されたアナターゼ型微粒
子酸化チタンの比表面積は３０から１００ｍ2 ／ｇ、遠
心式光透過法による平均粒子径が０．３μｍ以下を示
す。アナターゼ型の結晶系が選択されたのは、比表面積
の大きいものが得られること、過マンガン酸カリウムを
効率よく担持させることができること、径の大きい細孔
が多く存在していること、及び適度の粘着性を保有して
いることなどによる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２０】以上の点から、塩基性炭酸銅、過マンガン
酸カリウム、及びアナターゼ型微粒子酸化チタンの混合
比率は、重量比で４０〜６０：２〜２０：２０〜５０の
範囲とするのが好適である。上記の比率で計量し、水を
加えて混練、造粒、乾燥して製造される処理剤の成形体
の形状は、球状や円柱状などが代表的なものである。成
形体の大きさは、充填塔に充填して使用する際排ガスと
の接触面積ができる限り大きくとれるようにすべきであ
るが、一般に充填塔でのガスの偏流を防止するために
は、成形体の大きさは、塔径の１／１０よりも小さくす
る必要があるとされている。しかし、粉末に近い大きさ
だと圧力損失が大きくなり、処理剤の充填・取出しの取
扱時に粉塵が発生したり、成形コストが高くなるという
弊害がある。
酸カリウム、及びアナターゼ型微粒子酸化チタンの混合
比率は、重量比で４０〜６０：２〜２０：２０〜５０の
範囲とするのが好適である。上記の比率で計量し、水を
加えて混練、造粒、乾燥して製造される処理剤の成形体
の形状は、球状や円柱状などが代表的なものである。成
形体の大きさは、充填塔に充填して使用する際排ガスと
の接触面積ができる限り大きくとれるようにすべきであ
るが、一般に充填塔でのガスの偏流を防止するために
は、成形体の大きさは、塔径の１／１０よりも小さくす
る必要があるとされている。しかし、粉末に近い大きさ
だと圧力損失が大きくなり、処理剤の充填・取出しの取
扱時に粉塵が発生したり、成形コストが高くなるという
弊害がある。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２１】本発明では、成形後の乾燥は重要である。
処理剤の乾燥を８０°Ｃを越える温度で行うと、塩基性
炭酸銅が熱分解して酸化銅になるので、排ガス処理時の
反応温度抑制という効果が期待できなくなり、更に乾燥
中に処理剤が強く収縮し組織が緻密になって固気接触効
率が低下してしまうという不都合を生ずるので、高温の
乾燥は好ましくない。処理剤の乾燥は低温で行い、処理
剤の収縮を防止して成形時の微孔や水分の抜けたあとの
気孔、及びアナターゼ型微粒子酸化チタンが保有してい
る径の大きい細孔を維持できる温度、即ち６０〜８０°
Ｃで行うのが好ましい。
処理剤の乾燥を８０°Ｃを越える温度で行うと、塩基性
炭酸銅が熱分解して酸化銅になるので、排ガス処理時の
反応温度抑制という効果が期待できなくなり、更に乾燥
中に処理剤が強く収縮し組織が緻密になって固気接触効
率が低下してしまうという不都合を生ずるので、高温の
乾燥は好ましくない。処理剤の乾燥は低温で行い、処理
剤の収縮を防止して成形時の微孔や水分の抜けたあとの
気孔、及びアナターゼ型微粒子酸化チタンが保有してい
る径の大きい細孔を維持できる温度、即ち６０〜８０°
Ｃで行うのが好ましい。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２３】本処理剤が適用される排ガス中の有機Ｖ族
化合物、無機Ｖ族化合物の濃度には制限はないが、濃度
が高いときには有機Ｖ族化合物と過マンガン酸カリウ
ム、無機Ｖ族化合物と塩基性炭酸銅との反応熱が大きく
なるので冷却を必要とする場合も生ずる。
化合物、無機Ｖ族化合物の濃度には制限はないが、濃度
が高いときには有機Ｖ族化合物と過マンガン酸カリウ
ム、無機Ｖ族化合物と塩基性炭酸銅との反応熱が大きく
なるので冷却を必要とする場合も生ずる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の排ガスの
処理剤によれば、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体薄膜製造工
程において排出される有機Ｖ族化合物、無機Ｖ族化合物
を含んだ排ガスを、発熱を少なくし温度上昇を抑制して
完全に処理することができる。塩基性炭酸銅の平均は、
粒子径を０．５μｍ以下とすることにより高い固気接触
効率を達成することができる。
処理剤によれば、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体薄膜製造工
程において排出される有機Ｖ族化合物、無機Ｖ族化合物
を含んだ排ガスを、発熱を少なくし温度上昇を抑制して
完全に処理することができる。塩基性炭酸銅の平均は、
粒子径を０．５μｍ以下とすることにより高い固気接触
効率を達成することができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２９】塩基性炭酸銅はその水酸基の含有量を分子
式ＣｕＣＯ3 ・Ｃｕ（ＯＨ）2 の理論量の１．１倍以上
とすることにより塩基性炭酸銅の熱分解により生成する
酸化銅と無機Ｖ族化合物との反応による発熱を吸収し、
酸化銅への転換を容易にすることができる。アナターゼ
型微粒子酸化チタンの平均粒子径は、０．３μｍ以下と
し、また比表面積を５０〜８０ｍ2 ／ｇとすることによ
り、過マンガン酸カリウムと塩基性炭酸銅の均一分散に
寄与して無機Ｖ族化合物のとの反応をはやく完全にさ
せ、固気接触面積を増し、径の大きい細孔が多いことか
ら除害容量を増大させることができる。
式ＣｕＣＯ3 ・Ｃｕ（ＯＨ）2 の理論量の１．１倍以上
とすることにより塩基性炭酸銅の熱分解により生成する
酸化銅と無機Ｖ族化合物との反応による発熱を吸収し、
酸化銅への転換を容易にすることができる。アナターゼ
型微粒子酸化チタンの平均粒子径は、０．３μｍ以下と
し、また比表面積を５０〜８０ｍ2 ／ｇとすることによ
り、過マンガン酸カリウムと塩基性炭酸銅の均一分散に
寄与して無機Ｖ族化合物のとの反応をはやく完全にさ
せ、固気接触面積を増し、径の大きい細孔が多いことか
ら除害容量を増大させることができる。
Claims (4)
- 【請求項１】 ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体薄膜製造工程
から排出される有機Ｖ族化合物及び無機Ｖ族化合物を含
有する排ガスを処理する排ガス処理剤であって、塩基性
炭酸銅及び過マンガン酸カリウムにアナターゼ型微粒子
酸化チタンを混合して調製したことを特徴とする排ガス
処理剤。 - 【請求項２】 塩基性炭酸銅の平均粒子径が、０．５μ
ｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の排ガス処
理剤。 - 【請求項３】 塩基性炭酸銅中の水酸基の含有量が、分
子式ＣｕＣＯ3 ・Ｃｕ（ＯＨ）2 の理論量の１．１倍以
上であることを特徴とする請求項１、又は請求項２記載
の排ガス処理剤。 - 【請求項４】 アナターゼ型微粒子酸化チタンの平均粒
子径が、０．３μｍ以下であり、比表面積が５０〜８０
ｍ2 ／ｇであることを特徴とする請求項１、請求項２、
又は請求項３記載の排ガス処理剤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6297292A JP2604989B2 (ja) | 1994-11-30 | 1994-11-30 | 排ガス処理剤 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6297292A JP2604989B2 (ja) | 1994-11-30 | 1994-11-30 | 排ガス処理剤 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08155258A true JPH08155258A (ja) | 1996-06-18 |
| JP2604989B2 JP2604989B2 (ja) | 1997-04-30 |
Family
ID=17844629
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6297292A Expired - Lifetime JP2604989B2 (ja) | 1994-11-30 | 1994-11-30 | 排ガス処理剤 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2604989B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006181493A (ja) * | 2004-12-28 | 2006-07-13 | Japan Pionics Co Ltd | 排ガスの処理方法及び処理装置 |
| JP2007021318A (ja) * | 2005-07-14 | 2007-02-01 | Japan Pionics Co Ltd | 排ガスの処理方法及び処理装置 |
-
1994
- 1994-11-30 JP JP6297292A patent/JP2604989B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006181493A (ja) * | 2004-12-28 | 2006-07-13 | Japan Pionics Co Ltd | 排ガスの処理方法及び処理装置 |
| JP2007021318A (ja) * | 2005-07-14 | 2007-02-01 | Japan Pionics Co Ltd | 排ガスの処理方法及び処理装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2604989B2 (ja) | 1997-04-30 |
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