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目前,NF3作为一种新型蚀刻气和清洗剂应用于微电子工业,需求量日益增加。
NF3分子有很强的红外线吸收能力及稳定性,其温室效应潜值是CO2的17200倍,存留时间约740年。2008年联合国环境大会上,NF3被列为限制排放的重要温室气体。
因此将工业过程排放的NF3废气转化为无害或低害物质是一项十分迫切的工作。
在课题组前期工作的基础上,本论文制备了较高表面积的Al2O3,用于NF3分解反应,以提高Al2O3的利用率,并考察了NF3在Co-Al复合氧化物上的分解反应,用XRD、N2物理吸附、FTIR、NH3-TPD、CO2-TPD等技术对反应前后的Al2O3和Co-Al复合氧化物脱氟剂进行了结构表征,得到了以下结论:
(1)采用溶胶凝胶法、溶胶凝胶结合超声处理法、沉淀结合超声处理法分别制得了比表面积较大的γ-Al2O3,与NF3 反应时表现出了较高的脱氟活性。
其中沉淀与超声技术相结合,以PEG-2000 作结构导向剂,加入适量Tween-60,600℃焙烧制得的中孔Al2O3 脱氟活性较高,NF3 全分解时间达580min,Al2O3 利用率约66[%],显著高于现有文献报道的结果。
H3PO4、H2SO4分别处理沉淀结合超声技术制备的Al2O3,比表面积和脱氟活性均不及纯Al2O3。
(2)共沉淀法制备了Co/Al=0.05、0.1、0.5、1.0、1.5(原子比)的Co-Al 复合氧化物,随着Co/Al 比的增大,NF3 全转化时间逐渐缩短;Co/Al=0.05时,NF3 全转化时间为540min,脱氟活性不及纯Al2O3。
水滑石合成法制备了Co/Al=0.5~4(原子比)的Co-Al 复合氧化物,用于NF3分解反应时,随着Co/Al 比的增大,NF3 全转化时间逐渐缩短;Co/Al=0.1时NF3全转化时间为500min,脱氟活性高于钠离子碱沉淀法制备的纯Al2O3、Co3O4,但不及氨水沉淀结合超声处理法制备的Al2O3。