專利名稱：利用經(jīng)堿土金屬交換的沸石精制三氟化氮?dú)怏w的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一般而言，本發(fā)明涉及三氟化氮(NF3)氣體的精制，更具體地涉及一種通過從三氟化氮?dú)怏w中除去四氟化碳(CF4)而精制三氟化氮?dú)怏w的方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體工業(yè)中，三氟化氮具有各種應(yīng)用，包括作為等離子蝕刻的氟源、作為CVD反應(yīng)器的清潔劑和用于半導(dǎo)體的干蝕刻劑。除此以外，三氟化氮可用作火箭燃料。隨著半導(dǎo)體工業(yè)的發(fā)展，對三氟化氮?dú)怏w的需求更大。對沒有任何環(huán)境污染的氣體需求的增長使得對三氟化氮?dú)怏w的需求呈幾何級數(shù)增長。不用說，用在上述應(yīng)用中的三氟化氮?dú)怏w要求具有高純度。
三氟化氮可以通過各種方法制備，包括直接進(jìn)行氨的氟化反應(yīng)，利用等離子體使氨與氟反應(yīng)，以及熔融鹽電解用于電解作為原料的NH4·xHF(x1.8～2.1)和氟化銨或氟化氫。
在多數(shù)情況下，當(dāng)采用這些方法時(shí)，例如一氧化二氮(N2O)、二氧化碳(CO2)、四氟化碳(CF4)、二氟化二氮(N2F2)等的雜質(zhì)同時(shí)大量產(chǎn)生，結(jié)果為了得到高純度NF3必須進(jìn)行純化。
特別地，在NF3制備過程中產(chǎn)生的CF4雜質(zhì)難以通過例如蒸餾、批量吸附(bulk adsorption)等常用方法除去，因?yàn)樗cNF3具有類似的沸點(diǎn)(NF3-129℃，CF4-128℃)、分子尺寸(NF34.5，CF44.8)和吸附熱(偶極矩NF30.235D，CF40D)。因此，NF3的精制通常需要使用吸附劑，而已知的吸附劑是活性炭、活性氧化鋁和合成沸石。然而，從勞動力和成本來看，活性炭和活性氧化鋁非常不利，由于它們吸附雜質(zhì)的能力弱，所以必須經(jīng)常將其更換為新鮮的吸附劑或再生，這導(dǎo)致NF3氣體不可避免受損。
Takashi等的US專利5,069,887公開了一種精制三氟化氮?dú)怏w的方法，其中將具有一定孔隙率和水含量的合成沸石在預(yù)定溫度和流速條件下用作吸附劑，使得NF3氣體被吸附入其中，然后從其中脫附。然而，這種方法的缺點(diǎn)在于，必須進(jìn)行額外的脫附工藝，并且合成沸石的水含量必須調(diào)節(jié)至預(yù)定的范圍內(nèi)。另外，通過這種方法精制的NF3氣體的純度為93％或更低，結(jié)果不能直接用于需要高純度的領(lǐng)域中。
Philip等的US專利5,069,690中可以找到另一種利用合成沸石的精制方法，該專利公開了利用氣固色譜動態(tài)分離氣體混合物。在這種方法中，具有一定孔隙率的經(jīng)熱液處理的沸石用作吸附劑，并且將離散脈沖的氣體混合物通過多孔吸附劑床，而該吸附劑床動態(tài)吸附一種氣體比吸附其它氣體更容易，這導(dǎo)致選擇性地分離NF3氣體。然而，用于控制沸石孔隙率的熱液預(yù)處理難以進(jìn)行。另外，沸石的有效時(shí)間(即飽和時(shí)間)太短而不能將該沸石方法應(yīng)用到三氟化氮的商業(yè)化大量純化中。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明人對利用合成沸石精制NF3進(jìn)行了深入詳盡的研究，發(fā)現(xiàn)當(dāng)沸石3A、4A或5A經(jīng)與堿土金屬進(jìn)行離子交換，這些沸石可以從NF4和CF4的混合物中選擇性吸附NF3。
技術(shù)方案本發(fā)明涉及一種利用與堿土金屬離子交換的沸石3A、4A或5A精制NF3的方法，以及基本上由沸石3A、4A或5A組成的用于三氟化氮的吸附劑。
商業(yè)可得的沸石3A、4A和5A本身不能用于純化NF3，因?yàn)樗鼈儾荒軈^(qū)分吸附NF3和CF4。沸石3A和4A具有小孔尺寸，不能吸附NF3和CH4，而沸石5A的孔尺寸大到足以吸附NF3和CF4二者。因此，選擇性吸附NF3需要吸附劑具有小于CF4分子尺寸但大于NF3分子尺寸的孔尺寸。
沸石孔尺寸的變化可以通過與金屬陽離子進(jìn)行離子交換或浸漬來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的特征在于，采用適當(dāng)量的堿土金屬對沸石3A、4A或5A進(jìn)行離子交換，以改變沸石的孔尺寸。也就是說，改變沸石3A、4A或5A的孔尺寸，以使它可以選擇性地僅吸附NF3，從而可以回收被排除的CF4。
一般而言，用在本發(fā)明中的離子交換廣泛用于將金屬組分負(fù)載到例如硅石、硅石-礬土、沸石等的載體上。具體地，沸石對陽離子交換的適應(yīng)性可用于將金屬離子負(fù)載到其上。根據(jù)離子類型和溶液的濃度，沸石的陽離子可以與其它陽離子交換。除了可用于分離金屬離子外，沸石的陽離子交換能力是用于控制沸石酸度和將金屬離子引入其中的一種措施。典型地，A型沸石采用鈉離子作為陽離子來合成。采用鈉離子作為陽離子的A型沸石具有約0.4nm(4A型)的有效孔尺寸。當(dāng)鉀離子作為陽離子時(shí)，有效孔尺寸為0.3nm(3A型)；當(dāng)鈣離子作為陽離子時(shí)，有效孔尺寸為0.5nm(5A型)。在沸石上，陽離子可以根據(jù)陽離子的類型和溶液的濃度與其它類型的交換。當(dāng)通過離子交換負(fù)載時(shí)，活性材料可以非常均勻地分布在載體上。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種通過從三氟化氮中選擇性除去CF4而精制三氟化氮的方法，其中將四氟化碳和三氟化氮的混合物引入填充有與堿土金屬離子交換的沸石的柱子中，以使三氟化氮選擇性吸附到沸石上并從中脫附，同時(shí)四氟化碳通過該柱。
有益效果本發(fā)明的方法可以通過除去CF4有效地生產(chǎn)高純度的三氟化氮。
具體實(shí)施例方式
以下給出了本發(fā)明的詳細(xì)描述。
用在本發(fā)明中的沸石是沸石3A、4A或5A。為了使沸石的孔尺寸大小僅選擇性地過濾NF3，必須將沸石與堿土金屬進(jìn)行離子交換。
適于該沸石離子交換的堿土金屬是鈹(Be)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鍶(Sr)和鋇(Ba)中的一種或多種。根據(jù)本發(fā)明為了離子交換，堿土金屬的前驅(qū)體必須可溶于水中，優(yōu)選地，前驅(qū)體是堿土金屬的硝酸鹽(NO3)、碳酸鹽(CO3)、氯化物(Cl)、氫氧化物(OH)和硫酸鹽(SO4)或它們的水合物。
合適的鈹前驅(qū)體的實(shí)例包括水合硝酸鈹(Be(NO3)2·xH2O)、氯化鈹(BeCl2)、四水合硫酸鈹(BeSO4·4H2O)等，優(yōu)選的是氯化鈹(BeCl2)。
合適的鎂前驅(qū)體的實(shí)例包括六水合硝酸鎂(Mg(NO3)2·6H2O)、五水合堿式碳酸鎂(MgCO3·Mg(OH)2·5H2O)、氯化鎂(MgCl2)、六水合氯化鎂(MgCl2·6H2O)、氫氧化鎂(Mg(OH)2)、硫酸鎂(MgSO4)、一水合硫酸鎂(MgSO4·H2O)、七水合硫酸鎂(MgSO4·7H2O)等，優(yōu)選的是六水合氯化鎂(MgCl2·6H2O)。
合適的鈣前驅(qū)體包括水合硝酸鈣(Ca(NO3)2·xH2O)、碳酸鈣(CaCO3)、氯化鈣(CaCl2)、二水合氯化鈣(CaCl2·2H2O)、六水合氯化鈣(CaCl2·6H2O)、水合氯化鈣(CaCl2·xH2O)、氫氧化鈣(Ca(OH)2)、硫酸鈣(CaSO4)和六水合硫酸鈣(CaSO4·6H2O)，優(yōu)選的是六水合氯化鈣(CaCl2·6H2O)。
合適的鍶前驅(qū)體包括硝酸鍶(Sr(NO3)2)、碳酸鍶(SrCO3)、氯化鍶(SrCl2)、水合氯化鍶(SrCl2·xH2O)、氫氧化鍶(Sr(OH)2)、八水合氫氧化鍶(Sr(OH)2·8H2O)和硫酸鍶(SrSO4)，優(yōu)選的是水合氯化鍶(SrCl2·xH2O)。
合適的鋇前驅(qū)體實(shí)例包括硝酸鋇(Ba(NO3)2)、碳酸鋇(BaCO3)、氯化鋇(BaCl2)、二水合氯化鋇(BaCl2·2H2O)、氫氧化鋇(Ba(OH)2)、一水合氫氧化鋇(Ba(OH)2·H2O)、八水合氫氧化鋇(Ba(OH)2·8H2O)、硫酸鋇(BaSO4)等，優(yōu)選的是二水合氯化鋇(BaCl2·2H2O)。
用于制備離子交換沸石的水性溶液應(yīng)該包含濃度為0.01-3M，優(yōu)選濃度為0.5-1.5M的待離子交換金屬的前驅(qū)體。例如，當(dāng)包含待離子交換金屬的水性溶液的濃度小于0.01M時(shí)，不能實(shí)現(xiàn)充分的離子交換。另一方面，當(dāng)水性溶液的濃度超過3M時(shí)，隨著濃度增加，沸石不會進(jìn)一步增加離子交換能力。
在水性溶液中，沸石與金屬在35-100℃下，優(yōu)選在50-80℃下進(jìn)行離子交換0.5-24小時(shí)，優(yōu)選2-12小時(shí)，同時(shí)以5-100rpm的速度，優(yōu)選10-50rpm的速度攪拌。通過離子交換，沸石的孔尺寸設(shè)定在NF3和CF4的分子尺寸之間的范圍內(nèi)，以使沸石可以僅吸附NF3，而不吸附CF4。如果必要的話，該離子交換可以進(jìn)行兩次或更多次，以調(diào)節(jié)到適于三氟化氮選擇性吸附的孔尺寸。
在離子交換后，沸石中堿土金屬的量基于沸石的金屬物質(zhì)的總重量優(yōu)選為20重量％-95重量％。例如，當(dāng)堿土金屬含量低于20重量％時(shí)，交換到沸石中的金屬過少，不能使沸石孔的尺寸適于專門吸附NF3。另一方面，所述含量大于95重量％時(shí)，不能適當(dāng)?shù)乜刂瓶壮叽?，并且對NF3的吸附作用變差。
用在本發(fā)明中的沸石形狀應(yīng)該是球形，優(yōu)選具有4-100篩目，更優(yōu)選8-40篩目的顆粒尺寸。在沸石與堿土金屬進(jìn)行離子交換后，將具有上述顆粒尺寸的沸石在150-600℃下，優(yōu)選在200-500℃下熱處理0.5-100小時(shí)，優(yōu)選2-50小時(shí)，更優(yōu)選4-20小時(shí)。
在如上溫度范圍內(nèi)進(jìn)行熱處理可以使沸石用作具有足以達(dá)到本發(fā)明目的的吸附能力的吸附劑。例如，如果熱處理溫度低于150℃，即使將沸石長時(shí)間處理，但該沸石在操作后的吸附能力立即急劇下降，因此非常少量的三氟化氮能吸附到其上。據(jù)認(rèn)為這歸因于如下因素在低于150℃的溫度下處理時(shí)，沸石內(nèi)的濕氣分子占據(jù)了多數(shù)三氟化氮分子將吸附到其上的位置，這使得每單位體積沸石的NF3吸附容量變差。因此，為了使沸石充分脫水，熱處理優(yōu)選在高于150℃的溫度下進(jìn)行。
另一方面，高于600℃的熱處理溫度使得沸石的晶體結(jié)構(gòu)變化或破壞了沸石的孔，這使得沸石的吸附能力顯著惡化。結(jié)果，沸石不能吸附三氟化氮或在氣體滲入后短時(shí)間內(nèi)表現(xiàn)出吸附飽和。
優(yōu)選地，沸石的熱處理在如下惰性氣體的存在下進(jìn)行，例如氮?dú)?、氦氣、氖氣、氬氣、氙氣等，這些惰性氣體基本上無水。而且，熱處理可以在吸入惰性氣體下于減壓下實(shí)施。
熱處理的方法之一是將具有希望尺寸分布的沸石顆粒以薄層放在干燥器底部，并在惰性氣體流過沸石顆粒薄層下將其加熱。然而，優(yōu)選的是，熱處理和三氟化氮?dú)怏w的吸附和純化在一個(gè)容器中進(jìn)行。即，最優(yōu)選的方法是，具有適當(dāng)尺寸分布的沸石顆粒床在容器或柱中形成以后，將惰性氣體流通過它而對其進(jìn)行熱處理，然后將沸石冷卻而并不將其從容器或柱中取出，并且將包含三氟化氮的氣體混合物引入沸石顆粒床中。該容器或柱可以由傳統(tǒng)的材料制成，例如不銹鋼、銅、鎳、鐵等。
如上所述，在完成熱處理后，使沸石自發(fā)冷卻或?qū)⑵鋸?qiáng)迫冷卻到室溫(25℃)或更低。在冷卻過程中，應(yīng)該避免將濕氣混入沸石顆粒中。
根據(jù)本發(fā)明，三氟化氮的精制采用根據(jù)上述工藝預(yù)處理過的合成沸石以如下四個(gè)步驟來實(shí)現(xiàn)。
首先，將三氟化氮和四氟化碳的混合氣體引入填充有與堿土金屬離子交換過的預(yù)處理沸石3A、4A或5A的柱子中，使得NF3吸附到沸石分子篩上。
在包含三氟化氮的氣體混合物的滲入過程中，柱子優(yōu)選在-100-50℃，更優(yōu)選在-50-30℃的溫度下。較低溫度更有利于氣體滲入，但是因?yàn)閷?shí)際操作不能在低于-129℃(NF3的沸點(diǎn))的溫度下，所以精制在-100℃或更高下進(jìn)行。在高于50℃的溫度下，需要不必要的熱源。
對于包含三氟化氮的氣體混合物的滲入，惰性氣體可以作為載體?？梢允褂萌魏螌F3和沸石無活性的氣體?？梢耘c目標(biāo)混合物氣體一起使用的惰性氣體的實(shí)例包括氮?dú)?、氦氣、氖氣、氬氣和氙氣。所用惰性氣體的量基于所引入的NF3、CF4和惰性氣體的總體積優(yōu)選為20-80vol％。
至于沸石床，其優(yōu)選具有1-50cm的直徑和5-200cm的高度。在氣體混合物滲入沸石床的過程中，氣體混合物優(yōu)選在1-10kg/cm2的壓力下以1-25g/cm2.hr的速率流動。根據(jù)本發(fā)明，通過精制工藝得到的NF3氣體具有0-30ppm的CF4含量。
第二，利用沖洗工藝收集選擇性吸附的NF3。
用惰性氣體沖洗沸石。在這點(diǎn)上，惰性氣體以1-100g/cm2·hr的質(zhì)量流速，優(yōu)選在30-60g/cm2·hr的質(zhì)量流速下穿過沸石床。可以使用任何氣體用于NF3的收集，只要該氣體對NF3和沸石不呈反應(yīng)性，該氣體優(yōu)選的是氮?dú)?、氦氣、氖氣、氬氣和氙氣。該質(zhì)量流速定義為線性速度乘以流體密度(線性速度×流體密度)。當(dāng)處理氣體時(shí)，具有恒定橫截面積的通道特別方便，因?yàn)榧词咕€性速度在沖洗工藝期間隨加熱/冷卻變化，而質(zhì)量流速仍保持恒定。
在沖洗工藝中，沸石應(yīng)該保持在-30-50℃，優(yōu)選在20-30℃的溫度下。如果溫度過低，則完成沖洗工藝需要花費(fèi)大量時(shí)間。另一方面，過高的溫度可能使雜質(zhì)化學(xué)鍵合到吸附劑上，從而使所得NF3氣體的純度惡化。
第三，通過溫度升高和脫附工藝再生吸附劑，其中將殘留在吸附劑中的少量雜質(zhì)完全除去。如果重復(fù)吸附?jīng)_洗工藝而沒有進(jìn)行溫度升高和脫附，則在每輪吸附中吸附劑的吸附能力進(jìn)一步降低。因此，溫度升高和脫附工藝是必不可少的。
溫度升高利用流動的空氣或惰性氣體以0.1-20℃/分鐘，優(yōu)選以1-5℃/min的速率進(jìn)行，升溫至500℃，優(yōu)選升溫至200℃。
最后，當(dāng)在收集工藝之后得到的NF3氣體中測得的雜質(zhì)含量高于預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，重復(fù)第一至第三步。
實(shí)施例通過以下闡明的實(shí)施例可以更好地理解本發(fā)明，但這些實(shí)施例并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。
制備實(shí)施例1將沸石3A(從Aldrich.Inc.商購，顆粒尺寸8-12篩目，球形)緩緩加入1M堿土金屬前驅(qū)體的蒸餾水溶液中并充分混合。將懸浮液在80℃下緩緩攪拌反應(yīng)6小時(shí)，接著通過過濾回收沸石3A。此后，將沸石3A在烘箱中130℃下干燥6小時(shí)，然后在500℃下烘焙12小時(shí)，以得到以50重量％的量堿土金屬離子交換的沸石3A。X-射線熒光分光計(jì)(XRF)用于測量與沸石內(nèi)存在的全部金屬相比堿土金屬的含量。結(jié)果列于下表1中。
制備實(shí)施例2除了堿土金屬前驅(qū)體溶液的類型和濃度，溫度和攪拌時(shí)間不同以外，以與制備實(shí)施例1類似的方式制備與堿土金屬離子交換的沸石3A。結(jié)果列于下表1中。
制備實(shí)施例3除了采用沸石4A替代沸石3A以外，實(shí)施與制備實(shí)施例1同樣的過程以制備與堿土金屬離子交換的沸石4A。結(jié)果列于下表2中。
制備實(shí)施例4除了堿土金屬前驅(qū)體溶液的類型和濃度，溫度和攪拌時(shí)間不同以外，實(shí)施與制備實(shí)施例1同樣的過程，以制備與堿土金屬離子交換的沸石4A。結(jié)果列于下表2中。
制備實(shí)施例5除了采用沸石5A替代沸石3A以外，實(shí)施與制備實(shí)施例1同樣的過程以制備與堿土金屬離子交換的沸石5A。結(jié)果列于下表3中。
制備實(shí)施例6除了堿土金屬前驅(qū)體溶液的類型和濃度，和溫度和/或攪拌時(shí)間不同以外，以與制備實(shí)施例1同樣的過程制備與堿土金屬離子交換的沸石5A。結(jié)果列于下表3中。
實(shí)施例I在內(nèi)徑10mm的不銹鋼柱中填充400mm高的制備實(shí)施例1和2中制得的堿土金屬離子交換的沸石3A后，將其在300℃下于惰性氣氛中熱處理6小時(shí)。接著，將沸石顆粒床冷卻到-20℃，并將惰性氣體、NF3和CF4(惰性氣體50vol％，NF3 49.75vol％，CF4 0.25vol％)的混合物以22.5(g/cm2·hr)的重量流速貫穿滲透其中，直到NF3充分吸附到沸石床上(約3小時(shí))。隨后，在以5℃/分鐘的升溫速率加熱到30℃的同時(shí)，用惰性氣體沖洗沸石床以僅收集NF3，然后采用氣相色譜定量分析NF3。根據(jù)所用沸石3A的類型的結(jié)果列于下表1中。
對比例I為了比較，采用典型的未與堿土金屬離子交換的沸石3A(由AldrichInc.制造，顆粒尺寸8-12篩目，球形)進(jìn)行與實(shí)施例1相同的過程。結(jié)果列于下表1中。
表1根據(jù)陽離子的類型和濃度，與堿土金屬離子交換過的沸石3A的吸附能力

實(shí)施例II除了使用制備實(shí)施例3和4中制得的與堿土金屬離子交換的沸石4A以外，實(shí)施與實(shí)施例I中同樣的過程。結(jié)果列于下表2中。
對比例II使用典型的未采用堿土金屬離子交換的沸石4A(由Aldrich Inc.制造，顆粒尺寸8-12篩目，球形)，重復(fù)與實(shí)施例I相同的過程。結(jié)果列于如表2中。
表2
根據(jù)陽離子的類型和濃度，與堿土金屬離子交換的沸石4A的吸附能力

實(shí)施例III除了使用制備實(shí)施例5和6中制得的與堿土金屬離子交換的沸石5A以外，實(shí)施與實(shí)施例I中相同的步驟。結(jié)果列于下表3中。
對比例III使用典型的未采用堿土金屬離子交換的沸石5A(由Aldrich Inc.制造，顆粒尺寸8-12篩目，球形)，重復(fù)與實(shí)施例I相同的過程。結(jié)果列于下表3中。
發(fā)現(xiàn)未用堿土金屬離子交換的沸石5A吸附CF4和NF3二者，因此不能分離NF3。
表3根據(jù)陽離子的類型和濃度，與堿土金屬離子交換的沸石5A的吸附能力

實(shí)施例IV除了將沸石顆粒床在氣體吸附時(shí)保持在-50、0、30℃下以外，實(shí)施與實(shí)施例I同樣的過程，并根據(jù)溫度變化分析CF4和NF3氣體的吸附量。結(jié)果列于下表4中。
表4根據(jù)吸附劑床的溫度，與堿土金屬(含量50wt％)離子交換的沸石4A的吸附能力

實(shí)施例V除了對于NF3氣體以基于所用氣體總體積為20vol％、40vol％和80vol％的量使用He、N2或Ar作為載體以外，進(jìn)行與實(shí)施例I同樣的過程。根據(jù)惰性氣體的種類和濃度分析CF4和NF3的吸附量。結(jié)果列于下表5和表6中。
表5根據(jù)載氣的種類和濃度，與堿土金屬(含量50wt％)離子交換的沸石5A的吸附能力

表6表5續(xù)

實(shí)施例VI為了制備超高純度NF3，將實(shí)施例III-2中得到的包含CF4的NF3氣體再次貫穿滲過用堿土金屬離子交換的沸石5A床。簡而言之，將通過實(shí)施例III-2的初精制工藝制得的具有226ppm CF4含量的NF3氣體通過液氮儲存罐以收集預(yù)定量的包含痕量CF4且無惰性氣體的NF3氣體。分別地，將制備實(shí)施例5中制得的沸石5A填充到具有10mm內(nèi)徑的不銹鋼柱中達(dá)到400mm高，并冷卻到-20℃。將具有226ppm CF4含量的NF3氣體與等體積的惰性氣體混合物以22.5(g/cm2.hr)的重量流速滲透穿過沸石5A床一定時(shí)間(約3小時(shí))，并且這段時(shí)間足以使NF3和CF4都吸附到床上。隨后，在將吸附劑床以1℃/分鐘的升溫速率加熱到400℃的同時(shí)，將從床上脫附的NF3進(jìn)行定量分析。氣相色譜表明，基于初精制以前的含量，CF4脫除率高于99.3％。結(jié)果列于下表7中。
表7與堿土金屬(含量50％)離子交換的沸石5A在兩輪吸附后的吸附能力

權(quán)利要求
1.一種用于精制三氟化氮?dú)怏w的方法，所述方法包括將三氟化氮(NF3)和四氟化碳(CF4)的氣體混合物引入沸石3A、4A或5A床上，以將三氟化氮選擇性吸附到所述床上，而所述四氟化碳穿過所述床，所述沸石3A、4A或5A與堿土金屬離子交換過；并且從所述床回收所述三氟化氮。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述沸石包含基于所述沸石中的金屬總重量為20重量％-95重量％的經(jīng)離子交換的堿土金屬。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述堿土金屬是鎂(Mg)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述堿土金屬是鈣(Ca)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述堿土金屬是鍶(Sr)。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述堿土金屬是鋇(Ba)。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中將所述NF3和CF4的氣體混合物在-100-50℃的溫度下引入所述床中。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中將所述NF3和CF4的氣體混合物與惰性氣體混合引入所述床中，所述惰性氣體的量基于所引入的NF3、CF4和所述惰性氣體的總體積為20-80vol％。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述惰性氣體選自由氬氣、氦氣和氮?dú)饨M成的組。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述將三氟化氮(NF3)吸附到所述與堿土金屬離子交換的沸石3A、4A或5A上的引入步驟和所述將三氟化氮從所述沸石中回收的步驟依次進(jìn)行兩次或更多次。
11.一種三氟化氮吸附劑，所述吸附劑選擇性地從四氟化碳(CF4)和三氟化氮(NF3)的氣體混合物中吸附三氟化氮(NF3)，并且包含與堿土金屬離子交換的沸石3A、4A或5A。
12.如權(quán)利要求11所述的三氟化氮吸附劑，其中所述沸石包含基于所述沸石中的金屬總重量為20重量％-95重量％的經(jīng)離子交換的堿土金屬。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于精制三氟化氮?dú)怏w的方法和用在其中的吸附劑。將包含四氟化碳(CF4)雜質(zhì)的三氟化氮(NF3)滲入如下沸石3A、4A或5A床中以將三氟化氮選擇性地吸附到所述床上，接著將三氟化氮從床上脫附，其中所述沸石與堿土金屬離子交換過并且在150－600℃下熱處理過0.5－100小時(shí)。
文檔編號B01D53/02GK101014400SQ200580030056
公開日2007年8月8日 申請日期2005年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月8日
發(fā)明者樸容徹, 程宇植, 玄光哲, 李章源, 權(quán)益鉉 申請人:株式會社曉星