【技术实现步骤摘要】
本申请涉及气体存储，具体涉及卤素功能化金属有机框架材料在含氟电子特气的存储、递送中的应用。
技术介绍
1、在半导体制造领域中，离子注入是半导体器件制造的常见工序之一。其中，电子特气是离子注入用掺杂气体的主要来源，为实现电子特气的安全存储、提高递送容量，业界一般采用负压输送的方式使用电子特气，较常见的实现方式是利用装填在气体钢瓶内的高比表面积的吸附剂将电子特气可逆地吸附在其上，钢瓶内气体为负压状态，当需要使用电子特气时，将电子特气从吸附剂中解吸下来并递送。
2、其中，开发高效的吸附剂材料是提升吸附式钢瓶中气体的存储容量以及解吸率的关键。金属有机框架材料(metal organic frameworks，mofs)因具有比表面积高、孔径分布均一、三维结构可被精细调控等优势成为近年来气体存储领域的研究热点。然而，电子特气中的部分含氟气体(如四氟化锗等)的表面电负性强，其和mofs之间的相互作用力较强，解吸率较低，这使得现有的mofs吸附剂难以实现对含氟电子特气的高效率递送。因此，有必要提供一种可提高含氟电子特气的递送效率的技术方案。
技术实现思路
1、鉴于此，本申请实施例提供了卤素功能化金属有机框架材料在含氟电子特气的存储、递送中的应用，以解决含氟电子特气的现有吸附剂存在递送效率低的问题。
2、具体地，本申请实施例第一方面提供了一种卤素功能化金属有机框架材料在含氟电子特气的存储、递送中的应用，其中，所述卤素功能化金属有机框架材料包括金属离子或团簇，及有机配体，所述
3、使用含卤素基团的mofs作为含氟电子特气的存储、递送的介质，其可具有与待吸附的含氟电子特气作用力相对较弱的功能表面，这有利于含氟电子特气从中脱附，进而可实现含氟电子特气的高效率递送。
4、本申请一些实施方式中，所述卤素功能化金属有机框架材料的有机配体上含有卤素。
5、本申请实施方式中，每一含卤素的所述有机配体中，卤素的质量百分含量大于或等于10％，卤素原子的个数为1-10个。这样能较好地削弱含该有机配体的卤素化mofs材料与含氟气体之间的作用力，提升含氟气体的解吸率。
6、本申请一些实施方式中，含有卤素的所述有机配体包括三氟乙酸、三氟丙酸、三氯乙酸、三氯丙酸、四氟对苯二甲酸、四氯对苯二甲酸、四溴对苯二甲酸、四碘对苯二甲酸、2-(三氟甲氧基)对苯二甲酸、2-(三氟甲基)对苯二甲酸、2,5-双(三氟甲基)对苯二甲酸、3-(三氟甲基)苯甲酸、3,5-双(三氟甲基)苯甲酸、2,3,4,5,6-五氟苯甲酸、2-三氟甲基咪唑-4-甲酸、3-二氟甲基-1-甲基-1h吡唑-4-甲酸、3-(三氟甲基)-1-甲基-1h-吡唑-4-甲酸中的一种或多种。这些有机配体有助于保证卤素功能化金属有机框架材料对含氟电子特气在具有适当吸附能力的同时，还利于含氟电子特气较易从中脱出。
7、本申请一些实施方式中，所述卤素功能化金属有机框架材料为zr6o4(oh)4(btc)2(tfa)6、zr6o4(oh)4(btc)2(tca)6或zr6o4(oh)4(btc)2(tfp)6，其中，btc表示均苯三甲酸，tfa表示三氟乙酸，tca表示三氯乙酸，tfp表示三氟丙酸。tfp表示三氟丙酸。这三种mofs材料对含氟电子特气，特别是对四氟化锗的解吸率较高，例如可在60％以上，以便进一步实现对含氟电子特气的高效利用。
8、本申请实施方式中，所述卤素功能化金属有机框架材料的比表面积为500-3000m2/g，孔容为0.2-2cm3/g。
9、本申请实施方式中，所述含氟电子特气包括四氟化锗、三氟化硼、五氟化砷、六氟化硫、三氟化氮、四氟化硅、氟代烷烃中的一种或多种。
10、本申请实施方式中，所述含氟电子特气在21℃和650托下从所述卤素功能化金属有机框架材料脱附的可递送吸附容量大于或等于存储容量的55％。这表明卤素功能化金属有机框架材料对含氟电子特气的脱附效率较高、含氟电子特气残留比例低，特别是在含氟电子特气具体为四氟化锗时。
11、本申请实施方式中，在21℃和650托下，所述含氟电子特气在所述卤素功能化金属有机框架材料中的存储容量为0.3g/cm3-2g/cm3。
12、本申请实施方式中，在21℃和650托下从所述卤素功能化金属有机框架材料脱附的含氟电子特气的可递送吸附容量大于或等于0.3g/cm3。
13、本申请实施例第二方面提供了一种气体存储容器，所述气体存储容器内容置有吸附剂，所述吸附剂包括卤素功能化金属有机框架材料，所述卤素功能化金属有机框架材料的金属离子或团簇，和/或有机配体上带有卤素基团，所述卤素基团包括含氟、氯、溴、碘中至少一种元素的基团；所述吸附剂用于在负压下吸附含氟电子特气，及在需要时释放所吸附的含氟电子特气。
14、通过将装填有卤素功能化mofs吸附剂的气体存储容器作为含氟电子特气的存储介质，可以实现对含氟电子特气的安全存放，且在需要使用含氟电子特气时，基于吸附剂与含氟电子特气的相互作用力没那么强，可利于含氟电子特气从气体存储容器中高效率地脱出，降低在吸附剂中的残留，提高利用率。
15、本申请实施方式中，所述含氟电子特气在21℃和650托下从所述吸附剂脱附的可递送吸附容量大于或等于存储容量的55％。
16、本申请实施方式中，所述吸附剂的形状包括粉末状、颗粒状、丸粒状、球粒状、条状、块状、盘状中的至少一种。
17、本申请实施例第三方面提供了一种气体储存与递送系统，其包括如本申请实施例第二方面所述的气体存储容器，其中的吸附剂上吸附有含氟电子特气；其中，所述气体储存与递送系统被配置成在有需求时从所述吸附剂解吸附所述含氟电子特气，以递送所述含氟电子特气。
18、上述气体储存与递送系统包括吸附剂上吸附有含氟电子特气的上述气体存储容器，基于含氟电子特气与吸附剂的相互作用力没有那么强，可实现含氟电子特气的高效率解吸附、提高其可递送容量等。
19、本申请实施例第四方面提供了一种含氟电子特气的递送方法，包括以下步骤：
20、制作含卤素功能化金属有机框架材料的吸附剂，并将所述吸附剂装填在气体存储容器中；其中，所述卤素功能化金属有机框架材料的金属离子或团簇，和/或有机配体上包含卤素基团，所述卤素基团包括含氟、氯、溴、碘中至少一种元素的基团；
21、在低于760托的压力下，将含氟电子特气存储在所述吸附剂中；
22、从所述吸附剂中释放所述含氟电子特气，以用于递送。
23、通过采用含卤素功能化mofs的吸附剂按上述方法进行应用，可以实现对含氟电子特气的负压存储，及高效率递送，进而实现对其的高效利用。
24、本申请实施方式中，从所述吸附剂中释放所述含氟电子特气时，使所述气体存储容器内的压力逐渐降低。
25、本申请实本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.卤素功能化金属有机框架材料在含氟电子特气的存储、递送中的应用，其中，所述卤素功能化金属有机框架材料包括金属离子或团簇，及有机配体，所述金属离子或团簇，和/或有机配体上带有卤素基团，其中，所述卤素基团是含氟、氯、溴、碘中至少一种元素的基团。
2.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述卤素功能化金属有机框架材料具有多孔结构，所述多孔结构的孔道表面带有所述卤素基团。
3.如权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述卤素功能化金属有机框架材料的有机配体上含有卤素。
4.如权利要求3所述的应用，其特征在于，每一含有卤素的所述有机配体，含有1-6个卤代烃基。
5.如权利要求3或4所述的应用，其特征在于，每一含有卤素的所述有机配体中，卤素的质量百分含量大于或等于10％，卤素原子的个数为1-10个。
6.如权利要求3-5任一项所述的应用，其特征在于，含有卤素的所述有机配体包括三氟乙酸、三氟丙酸、三氯乙酸、三氯丙酸、四氟对苯二甲酸、四氯对苯二甲酸、四溴对苯二甲酸、四碘对苯二甲酸、2-(三氟甲氧基)对苯二甲酸、2-(三氟甲基)对苯二甲
7.如权利要求3-6任一项所述的应用，其特征在于，所述卤素功能化金属有机框架材料为Zr6O4(OH)4(BTC)2(TFA)6、Zr6O4(OH)4(BTC)2(TCA)6或Zr6O4(OH)4(BTC)2(TFP)6，其中，BTC表示均苯三甲酸，TFA表示三氟乙酸，TCA表示三氯乙酸，TFP表示三氟丙酸。
8.如权利要求1-7任一项所述的应用，其特征在于，所述卤素功能化金属有机框架材料的比表面积为500-3000m2/g，孔容为0.2-2cm3/g。
9.如权利要求1-8任一项所述的应用，其特征在于，所述含氟电子特气包括四氟化锗、三氟化硼、五氟化砷、六氟化硫、三氟化氮、四氟化硅、氟代烷烃中的一种或多种。
10.如权利要求1-9任一项所述的应用，其特征在于，所述含氟电子特气在21℃和650托下从所述卤素功能化金属有机框架材料脱附的可递送吸附容量大于或等于存储容量的55％。
11.如权利要求1-10任一项所述的应用，其特征在于，在21℃和650托下，所述含氟电子特气在所述卤素功能化金属有机框架材料中的存储容量为0.3g/cm3-2g/cm3。
12.如权利要求1-11任一项所述的应用，其特征在于，所述含氟电子特气在21℃和650托下从所述卤素功能化金属有机框架材料脱附的可递送吸附容量大于或等于0.3g/cm3。
13.一种气体存储容器，其特征在于，所述气体存储容器内容置有吸附剂，所述吸附剂包括卤素功能化金属有机框架材料，所述卤素功能化金属有机框架材料的金属离子或团簇，和/或有机配体上带有卤素基团，所述卤素基团是含氟、氯、溴、碘中至少一种元素的基团；所述吸附剂用于在负压下吸附含氟电子特气，及在需要时释放所吸附的含氟电子特气。
14.如权利要求13所述的气体存储容器，其特征在于，所述含氟电子特气在21℃和650托下从所述吸附剂脱附的可递送吸附容量大于或等于存储容量的55％。
15.如权利要求13所述的气体存储容器，其特征在于，所述卤素功能化金属有机框架材料的平均孔径为0.5nm-3.5nm。
16.如权利要求13-15任一项所述的气体存储容器，其特征在于，所述吸附剂的形状包括粉末状、颗粒状、丸粒状、球粒状、条状、块状、盘状中的至少一种。
17.如权利要求13-16任一项所述的气体存储容器，其特征在于，所述吸附剂上吸附有所述含氟电子特气。
18.如权利要求13-17任一项所述的气体存储容器，其特征在于，所述气体存储容器还与气体充装机构连通，所述气体充装机构用于向所述气体存储容器提供可置换所述气体存储容器内杂质的置换气体，及在移除所述置换气体后，向所述气体存储容器内充装所述含氟电子特气，以使所述含氟电子特气存储在所述吸附剂中。
19.一种气体储存与递送系统，其特征在于，包括如权利要求13-18任一项所述的气体存储容器，所述吸附剂上吸附有含氟电子特气；其中，所述气体储存与递送系统被配置成在有需求时从所述吸附剂解吸附所述含氟电子特气，以递送所述含氟电子特气。
20.如权利要求19所述的气体储存与递送系统，其特征在于，所述气体储存与递送系统...
【技术特征摘要】
1.卤素功能化金属有机框架材料在含氟电子特气的存储、递送中的应用，其中，所述卤素功能化金属有机框架材料包括金属离子或团簇，及有机配体，所述金属离子或团簇，和/或有机配体上带有卤素基团，其中，所述卤素基团是含氟、氯、溴、碘中至少一种元素的基团。
2.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述卤素功能化金属有机框架材料具有多孔结构，所述多孔结构的孔道表面带有所述卤素基团。
3.如权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述卤素功能化金属有机框架材料的有机配体上含有卤素。
4.如权利要求3所述的应用，其特征在于，每一含有卤素的所述有机配体，含有1-6个卤代烃基。
5.如权利要求3或4所述的应用，其特征在于，每一含有卤素的所述有机配体中，卤素的质量百分含量大于或等于10％，卤素原子的个数为1-10个。
6.如权利要求3-5任一项所述的应用，其特征在于，含有卤素的所述有机配体包括三氟乙酸、三氟丙酸、三氯乙酸、三氯丙酸、四氟对苯二甲酸、四氯对苯二甲酸、四溴对苯二甲酸、四碘对苯二甲酸、2-(三氟甲氧基)对苯二甲酸、2-(三氟甲基)对苯二甲酸、2,5-双(三氟甲基)对苯二甲酸、3-(三氟甲基)苯甲酸、3,5-双(三氟甲基)苯甲酸、2,3,4,5,6-五氟苯甲酸、2-三氟甲基咪唑-4-甲酸、3-二氟甲基-1-甲基-1h吡唑-4-甲酸、3-(三氟甲基)-1-甲基-1h-吡唑-4-甲酸中的一种或多种。
7.如权利要求3-6任一项所述的应用，其特征在于，所述卤素功能化金属有机框架材料为zr6o4(oh)4(btc)2(tfa)6、zr6o4(oh)4(btc)2(tca)6或zr6o4(oh)4(btc)2(tfp)6，其中，btc表示均苯三甲酸，tfa表示三氟乙酸，tca表示三氯乙酸，tfp表示三氟丙酸。
8.如权利要求1-7任一项所述的应用，其特征在于，所述卤素功能化金属有机框架材料的比表面积为500-3000m2/g，孔容为0.2-2cm3/g。
9.如权利要求1-8任一项所述的应用，其特征在于，所述含氟电子特气包括四氟化锗、三氟化硼、五氟化砷、六氟化硫、三氟化氮、四氟化硅、氟代烷烃中的一种或多种。
10.如权利要求1-9任一项所述的应用，其特征在于，所述含氟电子特气在21℃和650托下从所述卤素功能化金属有机框架材料脱附的可递送吸附容量大于或等于存储容量的55％。
11.如权利要求1-10任一项所述的应用，其特征在于，在21℃和650托下，所述含氟电子特气在所述卤素功能化金属有机框架材料中的存储容量为0.3g/cm3-2g/cm3。
12.如权利要求1-11任一项所述的应用，其特征在于，所述含氟电子特气在21℃和650托下从所述卤素功能...
【专利技术属性】
技术研发人员：邢华斌，徐华力，杨立峰，崔希利，周林，邱圳凇，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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