酸性与卤素气体处理触媒及制造方法技术

本发明专利技术提供可处理酸性气体与卤素气体的触媒及其制造方法，该酸性气体与卤素气体为诸如氯化氢（ＨＣｌ）、氟化氢（ＨＦ）、溴化氢（ＨＢｒ）、碘化氢（ＨＩ）、氟气（Ｆ↓［２］）、氯气（Ｃｌ↓［２］）、溴（Ｂｒ↓［２］）、碘（Ｉ↓［２］）、三氟化氯（ＣｌＦ↓［３］）、磷化氢（ＰＨ↓［３］）、三氯化磷（ＰＣｌ↓［３］）、五氯化磷（ＰＣｌ↓［５］）、三氯化氧磷（ＰＯＣｌ↓［３］）、五氧化二磷（Ｐ↓［２］Ｏ↓［５］）、砷化氢（ＡｓＨ↓［３］）、甲硅烷（ＳｉＨ↓［４］）、四氟甲硅烷（ＳｉＦ↓［４］）、四氯甲硅烷（ＳｉＣｌ↓［４］）、三氯甲硅烷（ＳｉＨＣｌ↓［３］）、二氯甲硅烷（ＳｉＨ↓［２］Ｃｌ↓［２］）、三氟化硼（ＢＦ↓［３］）、三氯化硼（ＢＣｌ↓［３］）、四氯化锗（ＧｅＣｌ↓［４］）、单锗烷（ＧｅＨ↓［４］）、一氧化氮（ＮＯ）、二氧化氮（ＮＯ↓［２］）、二氧化硫（ＳＯ↓［２］）、三氧化硫（ＳＯ↓［３］）、六氟化硫（ＳＦ↓［６］）等。该触媒包括一或多种选自下列的载体材料：活性碳、白土、硅藻土、水泥、硅砂、陶瓷材料等；及一或多种选自下列的金属化合物：碱金属的氢氧化物、氧化物、碳酸盐及碳酸氢盐，碱土金属的氢氧化物、氧化物、碳酸盐及碳酸氢盐，第ⅢＡ族金属的氧化物，第ⅣＡ族金属的氧化物，及过渡金属的氧化物、氧化物水合物、硫酸盐及碳酸盐。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于可处理酸性气体与卤素气体的触媒及其制造方法，特 别是可分解半导体与光电面板产业制程中所产生的酸性气体与卤素制 程气体的触媒及其制造方法。
技术介绍
由于近年来全球气候异常的状况越来越显着，各种产业所产生的废 弃物质对环境的破坏也越来越大，各先进国家与环保团体甚至尖端科技 产业莫不注意各种废弃物污染问题，尤以气体排放所产生的影响，最为 直接迅速，其中酸性气体与卤素气体所产生影响更不容忽视。酸性气体与卤素气体对生态环境所造成的影响除酸雨外，还会使周 遭生物无法生存、寸草不生，对人体的危害在高浓度下会造成化学性灼 伤、损害呼吸系统、严重者甚至死亡。因此在半导体与光电面板产业制程中大量产生的酸性气体与卤素 气体废气更需要慎重的处理以使对环境的冲击减至最低。目前在半导体与光电面板产业制程中所使用的废气处理设备主要 分为水洗式、燃烧式、电热式及干式等四大类别。水洗式由于效能较差 且消耗大量水及产生不少废水所造成的二次污染较难符合严格的环保 标准；燃烧式所产生的大量C02或其它酸性气体会衍生额外的气体污染 问题；电热式有高耗能且效能不足的问题。故综合各种型式仍以干式较 能有满意的处理结果，不只低耗能、高效率，且二次污染问题可得到适 当控制，维修方便、停电时仍可运作等诸多优点。而干式所使用的处理方式乃是利用某些金属物质的催化与反应特 性将酸性气体与卤素气体催化与反应成较稳定的固态盐类或无害气体，5使最终排出的尾气能符合环保要求。
技术实现思路
本专利技术是关于可处理酸性气体与卣素气体的触媒及其制造方法，特 别是可处理半导体与光电面板产业制程中所产生的酸性与卤素制程气 体的分解触媒及其制造方法。本专利技术的触媒可处理酸性气体与卤素气体，诸如氯化氢(HC1)、氟化氢(HF)、溴化氢(HBr)、碘化氢(HI)、氟气(F2)、氯气(Cl2)、 溴(Br2)、碘(12)、三氟化氯(C1F3)、磷化氢(PH:,)、三氯化磷(PC13)、 五氯化磷(PC1J 、三氯化氧磷(POCl.,)、五氧化二磷(P205 )、砷化 氢(AsH:,)、甲硅烷(SiH,)、四氟甲硅垸(SiFj 、四氯甲硅烷(SiCl4)、 三氯硅烷(SiHCl:i) 、 二氯甲硅垸(SiH2Cl2)、三氟化硼(BF:,)、三氯 化硼(BC13)、四氯化锗(GeClJ 、单锗烷(GeH,)、 一氧化氮(N0)、 二氧化氮(N02) 、 二氧化硫(S02)、三氧化硫(S03)、六氟化硫(SFJ 等。本专利技术的触媒是包括， 一或多种载体材料，例如选自活性碳、白土、 硅藻土、水泥、硅砂及陶瓷材料等中的至少一者；及视情况存在或不存 在的一或多种粘剂，例如选自PVA (聚乙烯醇)、水玻璃、硅溶胶等中 的至少一者；及一或多种选自下列的金属化合物碱金属的氢氧化物、 氧化物、碳酸盐及碳酸氢盐，碱土金属的氢氧化物、氧化物、碳酸盐及 碳酸氢盐，第IIIA族金属的氧化物，第IVA族金属的氧化物，及过渡 金属的氧化物、氧化物水合物、硫酸盐及碳酸盐。本专利技术的触媒可含有约10 90%重量的载体材料、约10 90%重 量的金属化合物及约5 60%重量的粘剂。上述碱金属或碱土金属的氢氧化物、氧化物、碳酸盐或碳酸氢盐包 括例如氢氧化钙(Ca(0H)2)、碳酸钙(CaC(U 、氧化钙(Ca0)、碳酸 钾(K2C03)、碳酸氢钾(KHC03)、氢氧化钾(K0H)、碳酸钠(Na2C0:!)、 碳酸氢钠(NaHC0:i)、氢氧化钠(NaOH)、碳酸锂(Li2C03)、碳酸氢锂(LiHC0:,)、氢氧化锂(LiOH)、碳酸镁(MgC0:i)、氧化镁(MgO) 等；上述第IIIA或IVA族金属的氧化物包括例如氧化铝(A1203 )、氧 化硅(Si02)、氧化铅(PbO)、氧化锡(Sn02)、氧化亚锡(SnO)等； 上述过渡金属的氧化物、氧化物水合物、硫酸盐或碳酸盐包括例如氧化 铁(Fe203 )、四氧化三铁(Fe304)、氧化铁一水合物(Fe203 . H20)、 硫酸铁(Fe2 (S04):s)、氧化铜(CuO)、氧化亚铜(Cu20)、硫酸铜(CuS0J 、 碳酸铜(CuC0:i) 、 二氧化锰(Mn02)、 一氧化锰(MnO)、碳酸锰(MnC0:i)、 氧化铈(Ce02)、氧化锆(Zr02)、氧化钇(Y203 )、氧化钛(Ti02)、 一氧化镍(NiO)、三氧化二镍(Ni203 )、 一氧化钴(CoO)、三氧化二 钴(Co203 )等。在实际应用上，可组合各种不同成份以处理各种不同的气体，并可 依据各种特定制程中各种不同的需求，在装置中充填一或多种不同配比 的触媒。本专利技术的可处理酸性气体与囟素气体的分解触媒的制造方法，可包 含将触媒载体以触媒有效成份的溶液(例如水溶液或醇类溶液)浸泡后 再烘干的步骤；或可包含将触媒载体与触媒有效成份及添加物(例如粘 剂)经混合、造粒后再烘干，并视需要再高温烧结的步骤。高温烧结的 主要目的，是将混合造粒后的颗粒状混合物，藉由高温烧结成类似陶瓷 具有多孔特性的构造体D此种多孔特性可以增加触媒与酸性及卣素气体 的接触面积，因而加快反应速度，以达到快速分解酸性与卤素气体的目 的。上述的触媒有效成份为一或多种选自下列的金属化合物碱金属的 氢氧化物、氧化物、碳酸盐及碳酸氢盐，碱土金属的氢氧化物、氧化物、 碳酸盐及碳酸氢盐，第niA族金属的氧化物，第IVA族金属的氧化物， 及过渡金属的氧化物、氧化物水合物、硫酸盐及碳酸盐。本专利技术的触媒可为造粒形状，可依需求制成破碎状、片状、粉末状、 圆粒状、圆柱型、锭状、格网状、蜂巢状、糖晶状等，而尺寸大小、结 构强度、比表面积高低与耐热程度亦可依各别需求调整，以符合各种实 际状况所需。附图说明图1为以触媒处理废气的设备的示意图。图2为本专利技术制造方法的第一种具体实施例的流程图。图3为本专利技术制造方法的第二种具体实施例的流程图。 图4为本专利技术制造方法的第三种具体实施例的流程图。 图5为本专利技术的触媒对各种气体的处理效能实际测试结果。具体实施例方式本专利技术的触媒的代表性具体实例，包括以下三种系列1. DT-H-001系列以活性碳颗粒浸泡饱和碳酸钾(K2C03)、碳酸氢钾(KHC0:,)、氢 氧化钾(K0H)、碳酸钠(Na2C0:i)、碳酸氢钠(NaHC0:,)、氢氧化钠(NaOH)、 碳酸锂(Li2C03)、碳酸氢锂(LiHC03)及/或氢氧化锂(LiOH)等水 溶液或醇类溶液约20 70% ，数小时后沥干，再经过60 250。C温度烘 干2 48小时，可得成品。依据不同的气体需求，配制不同碱性溶液浸 泡，可得不同特性的高效能处理触媒。主要可处理卤素与卤化氢等气体， 亦可作为全氟碳化物(PFCs)气体的处理触媒。2. DT-H-002系歹U:将氢氧化钙(Ca(0H)2)、碳酸钙(CaC03)、氧化钙(CaO)、氧化硅 (Si02)、氧化铁一水合物(Fe20:i. H20)、氧化铁(Fe203)、四氧化三 铁(Fe:,OJ 、硫酸铁(Fe2(S04):,)、氧化铜(CuO)、氧化亚铜(Cu20)、 硫酸铜(CuSOJ 、碳酸铜(CuCO:,) 、 二氧化锰(Mn02)、 一氧化锰(MnO)、 碳酸锰(MnC0:,)、氧化铝(A120:,)、碳酸钾(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可处理酸性气体与卤素气体的触媒，该触媒包括载体材料及一或多种选自下列的金属化合物：碱金属的氢氧化物、氧化物、碳酸盐或碳酸氢盐，碱土金属的氢氧化物、氧化物、碳酸盐或碳酸氢盐，第ⅢＡ族金属的氧化物，第ⅣＡ族金属的氧化物，或过渡金属的氧化物、氧化物水合物、硫酸盐或碳酸盐。

【技术特征摘要】
1.一种可处理酸性气体与卤素气体的触媒，该触媒包括载体材料及一或多种选自下列的金属化合物碱金属的氢氧化物、氧化物、碳酸盐或碳酸氢盐，碱土金属的氢氧化物、氧化物、碳酸盐或碳酸氢盐，第IIIA族金属的氧化物，第IVA族金属的氧化物，或过渡金属的氧化物、氧化物水合物、硫酸盐或碳酸盐。2.根据权利要求l所述的触媒，其可处理的酸性气体与卤素气体是 选自氯化氢(HC1)、氟化氢(HF)、溴化氢(HBr)、碘化氢(HI)、 氟气(F2)、氯气(Cl2)、溴(Br2)、碘(12)、三氟化氯(C1F:!)、 磷化氢(PH》、三氯化磷(PCl3)、五氯化磷(PCls)、三氯化氧磷(P0Cl3)、 五氧化二磷(P2(U 、砷化氢(AsH:,)、甲硅烷(SiH4)、四氟甲硅烷(SiFJ 、 四氯甲硅院(SiClJ 、三氯硅烷(SiHCl3) 、 二氯甲硅烷(SiH2Cl2)、 三氟化硼(BF:i)、三氯化硼(BC1:,)、四氯化锗(GeCl》、单锗烷(GeH4)、 一氧化氮(NO) 、 二氧化氮(N02) 、 二氧化硫(S02)、三氧化硫(S03) 或六氟化硫(SF6)中。3.根据权利要求l所述的触媒，其中该载体材料是选自活性碳、白 土、硅藻土、水泥、硅砂或陶瓷材料中的至少一者。4.根据权利要求1所述的触媒，其中该碱金属的氢氧化物、氧化物、 碳酸盐或碳酸氢盐是选自碳酸钾(K2C0:,)、碳酸氢钾(KHC03)、氢氧 化钾(KOH)、碳酸钠(Na2C03)、碳酸氢钠(NaHC0:,)、氢氧化钠(NaOH)、 碳酸锂(Li2C03)、碳酸氢锂(LiHC0:,)或氢氧化锂(LiOH)中。5.根据权利要求l所述的触媒，其中该碱土金属的氢氧化物、氧化物、碳酸盐或碳酸氢盐是选自氢氧化钙(Ca(0H)2)、碳酸钙(CaC03)、 氧化钙(CaO)、碳酸镁(MgC03)或氧化镁(MgO)中。6.根据权利要求l所述的触媒，其中该第IIIA族金属的氧化物是氧 化铝(Al20:i)。7.根据权利要求l所述的触媒，其中该第IVA族金属的氧化物是选自 氧化硅(Si02)、氧化铅(PbO)、氧化锡(Sn02)或氧化亚锡(SnO) 中。8.根据权利要求1所述的触媒，其中该过渡金属的氧化物、氧化物 水合物、硫酸盐或碳酸盐是选自氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宝珠，
申请(专利权)人：刘宝珠，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]