用于硅氧烷污染物去除的材料、方法及设备技术

披露了吸附性材料，连同含有这些吸附性材料的过滤元件、使用吸附剂从一个气体流中去除硅氧烷污染物的方法。该方法包括提供一种已经用酸洗涤过的吸附性材料并且使一种气体通过该吸附性材料以便降低该气体中的硅氧烷水平。一个用于降低气体中的硅氧烷水平的过滤元件包括一种第一吸附性材料，该第一吸附性材料包含一种酸洗吸附剂；以及一种第二吸附性材料，该第二吸附性材料包含一种酸浸渍的吸附剂。

Materials, methods and equipment for removing siloxane contaminants

Adsorptive materials, together with filter elements containing these adsorptive materials, and methods of removing siloxane pollutants from a gas stream using adsorbents are disclosed. The method includes providing an adsorptive material that has been washed with acid and passing a gas through the adsorptive material in order to reduce the siloxane level in the gas. A filter element for reducing siloxane levels in gases includes a first adsorption material comprising a pickling adsorbent and a second adsorption material comprising an acid impregnated adsorbent.

【技术实现步骤摘要】
用于硅氧烷污染物去除的材料、方法及设备本申请为申请号201380029993.9，申请日为2013年3月15日(进入中国国家阶段日为2014年12月5日)，专利技术名称为“用于硅氧烷污染物去除的材料、方法及设备”的中国申请的分案申请。原始申请信息本申请的母案申请是在2013年3月15日作为一份PCT国际专利申请以唐纳森公司(DonaldsonCompany,Inc.)(一家美国国家公司，作为所有国家指定的申请人)，以及美国公民BrianN.Hoang、美国公民GeraldWeineck、印度公民KarthikViswanathan、以及美国公民AndrewJ.Dallas(仅作为指定国家的专利技术人)的名义而提交的，并且要求于2012年5月7日提交的美国临时专利申请号61/643,732的优先权，该申请的内容通过引用以其全文结合在此。专利
本技术涉及吸附性材料。
技术介绍
硅氧烷化合物，如六甲基二硅氧烷、六甲基环三硅氧烷、以及三甲基硅醇是可能干扰很多先进的制造工艺的污染物。例如，硅氧烷化合物可以严重地损坏用于制造电子部件的装置，如光刻装置，包括透镜和光学部件。从周围空气、工具环境以及使用点空气流中去除硅氧烷化合物对于避免损坏此类装置和部件是关键的。因此，对于可以可靠地从气体中去除硅氧烷化合物的方法和材料存在一种需求。专利技术概述本专利技术部分地针对用于降低气体中的硅氧烷污染物的方法和材料。其他污染物，如氨气和酸性气体也任选地随同硅氧烷一起降低。在某些实施例中，这些方法包括使用一种已经用酸洗过的吸附性材料。当使含有硅氧烷的气体通过该酸洗的吸附剂时，该气体中的硅氧烷水平降低。适合的吸附性材料包括活性炭、以及(例如)硅胶、活性氧化铝、沸石、纳米多孔载体、以及其组合。典型地，用一种强酸(如硝酸)洗涤该吸附剂。在用该强酸处理后，一般用水洗涤该吸附剂以便去除过量的酸并且使该吸附性材料回到更中性的pH(尽管该吸附剂表面仍然总体上具有微酸性的pH)。这些方法和介质可以用于从周围空气、以及从清洁干燥的空气(CDA)、从氮气、从稀有气体、以及从其他可能含有不希望的硅氧烷水平的气体中去除硅氧烷污染物。硅氧烷(甚至非常低浓度的硅氧烷)的去除还可以在多种微电子器件制造以及操作过程中是有益的，如生产平板显示器、生产和操作光电器件、以及生产和操作光电池。硅氧烷的去除对于半导体制造，如在光刻工艺中经常是特别重要的。除了使用一种酸洗的吸附剂来去除硅氧烷，其他的吸附性材料可以与该酸洗的吸附剂一起使用以便或者进一步去除硅氧烷、去除其他的污染物，或者去除硅氧烷以及其他的污染物。另外的吸附性材料可以还包括活性炭、以及(例如)硅胶、活性氧化铝、沸石、纳米多孔载体、以及其组合。在一个实现方式中，用一种酸(如强酸)浸渍该另外的吸附剂。适合的酸包括(例如)磷酸和柠檬酸。这些酸浸渍的吸附剂特别适用于去除碱性污染物，如氨气。典型地，将两种吸附剂(如一种酸洗的吸附剂(其中去除了大部分酸)，以及一种酸浸渍的吸附剂(其中大量的酸仍然浸渍在介质上))安排进一个过滤元件中这样使得气体顺序地流过这些不同的吸附剂。因此，例如，在一个填充床过滤器中，可以存在一个填充床用于第一种吸附剂，以及第二填充床用于第二种吸附剂。除了上述用于硅氧烷去除的酸洗的吸附剂，以及用于碱去除的酸浸渍的吸附剂之外，可以结合其他的材料用于去除其他的污染物。这些材料包括一种酸性气体去除剂(AGR)，它可以包括用碘化钾(KI)或碳酸钾(K2CO3)或氢氧化钠(NaOH)浸渍的吸附剂。在一些实现方式中，这种酸性气体去除剂还可以进一步去除硅氧烷。当将该酸性气体去除剂与酸洗吸附剂结合时，酸洗吸附剂与酸性气体去除剂的比率在一些实施例中是从2:1至1:2、或可替代地从3:1至1:3、并且可替代地从10:1至1:10。本专利技术还针对用于降低气体中的硅氧烷水平的过滤元件，该过滤元件包括至少两种吸附剂。在一些实施例中，该第一吸附性材料包括一种酸洗的吸附剂，并且该第二吸附性材料包括一种酸浸渍的吸附剂。当酸处理用于改性吸附剂的表面以产生一种酸洗的吸附剂时，总体上该酸处理包括用一种强酸来处理吸附性材料或底物，经常使用为按重量计至少5百分比的酸的一种水性酸溶液、更典型地为按重量计至少10百分比的强酸的一种水性酸溶液。在某些实施方式中，该酸处理包括在是至少35％的酸的一种酸溶液、以及任选地是至少70％的酸的一种溶液中对该底物进行处理。在一些实施方案中，该酸溶液包括从5％至85％的酸，在其他实施方案中该酸溶液包括从20％至75％的酸，并且在又其他实施方案中该酸溶液包括从30％至60％的酸。要注意可以添加甚至大于85％的酸，典型地通过使用酸雾或蒸气。用于酸洗的一种特别合适的酸是硝酸。在一些实施方式中，该水性酸溶液包括硝酸，任选地是至少5％的硝酸、更典型地是至少10％的硝酸。在某些实施方式中，该酸溶液包括至少35％的硝酸、并且任选地是至少70％的硝酸。在一些实施方案中，该酸溶液包括从5％至85％的硝酸，在其他实施方案中该酸处理包括从20％至75％的硝酸，并且在又其他的实施方案中，该酸溶液包括从30％至60％的硝酸。在酸处理后，该吸附剂总体上用水(通常是纯化水)冲洗一次或多次以便从该吸附剂中去除大部分剩余的酸。在至少一个实施例中，该洗过的材料的pH是在4与5之间，在其他的实施例中，该pH是从3.5至6.5；并且在又其他的实现方式中，该pH是从3至7，而在其他的实现方式中，该pH是从2至8。本专利技术的以上概述并非旨在说明本专利技术所讨论的每个实施例。这是附图以及随后的详细说明的目的所在。附图结合以下附图可以更完全地理解本专利技术，其中：图1是根据本专利技术的一个实现方式制成的过滤元件的透视图。图2是根据本专利技术的一个实现方式制成的第一示例性过滤元件的截面图。图3是根据本专利技术的一个实现方式制成的第二示例性过滤元件的截面图。图4是根据本专利技术的一个实现方式制成的第三示例性过滤元件的截面图。图5是示出使用吸附剂介质从一个气体流中去除硅氧烷的图表。图6是示出使用吸附剂介质从一个气体流中去除氨气的图表。图7是示出使用吸附剂介质从一个气体流中去除氨气的效率的图表。图8是示出使用吸附剂介质从一个气体流中去除六甲基二硅氧烷的效率的图表。图9是示出使用吸附剂介质从一个气体流中去除全部的硅氧烷的效率的图表。图10是示出使用吸附剂介质从一个气体流中去除全部的氨气的效率的图表。虽然本专利技术易于进行各种修改和替代形式，其细节已通过举例和附图示出，并且将详细进行说明。然而，应理解的是本专利技术并不限于所说明的具体实施例。与其相反，本专利技术将涵盖落入本专利技术的精神和范围内的修改、等效物、以及替代方案。详细说明本专利技术部分地针对用于降低气体中的硅氧烷污染物的方法和材料，任选地连同降低其他污染物，如碱/碱性气体和酸/酸性气体。在某些实施例中，该方法包括使用一种已经用酸洗过的吸附性材料以便在该气体通过该吸附剂时降低该气体中的硅氧烷水平。本专利技术还针对用于降低气体中的硅氧烷水平的过滤元件，该过滤元件包括至少两种吸附剂。该第一吸附性材料包含一种酸洗吸附剂；该第二吸附性材料包含一种酸浸渍的吸附剂。这些方法和介质可以用于从周围空气中、以及从清洁干燥的空气(CDA)、氮气、和稀有气体中去除硅氧烷污染物。硅氧烷的去除对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于过滤含有硅氧烷和氨气的气体的方法，所述方法包括：提供过滤元件，所述的过滤元件包括：第一层，所述的第一层包括第一吸附材料，所述第一吸附材料包含酸性气体去除剂，其中所述酸性气体去除剂选自下组：碘化钾、碳酸钾、氢氧化钠，或其组合；第二层，所述的第二层包括第二吸附材料，所述的第二吸附材料包括浸渍有磷酸的活性炭；和第三层，所述的第三层包含第三吸附材料，所述第三吸附材料包括已用至少5％硝酸的水溶液酸洗过的活性炭；和使气体顺序通过过滤器元件的层以减少气体中的硅氧烷和氨水平。

【技术特征摘要】
2012.05.07 US 61/643,7321.一种用于过滤含有硅氧烷和氨气的气体的方法，所述方法包括：提供过滤元件，所述的过滤元件包括：第一层，所述的第一层包括第一吸附材料，所述第一吸附材料包含酸性气体去除剂，其中所述酸性气体去除剂选自下组：碘化钾、碳酸钾、氢氧化钠，或其组合；第二层，所述的第二层包括第二吸附材料，所述的第二吸附材料包括浸渍有磷酸的活性炭；和第三层，所述的第三层包含第三吸附材料，所述第三吸附材料包括已用至少5％硝酸的水溶液酸洗过的活性炭；和使气体顺序通过过滤器元件的层以减少气体中的硅氧烷和氨水平。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的过滤器元件还包括第四层，所述的第四层包括第四吸附材料，所述第四吸附材料包括浸渍有磷酸的活性炭，其中所述第四层配置成使得所述气体顺序地通过第一层，第二层，第三层和第四层。3.如权利要求1或2所述的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·N·霍昂，G·魏那克，K·维斯瓦纳森，A·J·达拉斯，
申请(专利权)人：唐纳森公司，
类型：发明
国别省市：美国,US