[发明专利]一种改性吸附剂及其在一氟甲烷中脱除六氟乙烷的应用

说明书

本发明公开了一种改性吸附剂及其在一氟甲烷中脱除六氟乙烷的应用，改性吸附剂制备方法：(1)将葫芦[7]脲溶于浓度为0.5‑1.5mol/L的盐酸中，配置成葫芦[7]脲浓度为0.1‑2g/mL的浸渍液；(2)将活性炭加入浸渍液中浸渍18‑24h；(3)将浸渍后的活性炭过滤取出，并用去离子水洗涤至中性，然后在120‑150℃干燥箱中干燥过夜，得到改性吸附剂。应用方法：(1)将改性吸附剂填充于吸附柱中，在250‑350℃下，氮气氛围中原位活化2‑4h，降至室温；(2)将一氟甲烷粗品气通入填充有改性吸附剂的吸附柱中，与改性吸附剂连续接触脱除六氟乙烷杂质，可将一氟甲烷中的六氟乙烷脱除至20ppb以下。

技术领域

本发明涉及一氟甲烷的制备方法，具体涉及一氟甲烷中六氟乙烷的脱除方法。

背景技术

电子气体是发展集成电路、光电子、微电子，特别是超大规模集成电路、液晶显示器件、半导体发光器件和半导体材料制造过程中不可缺少的基础性支撑源材料，它被称为电子工业的“血液”和“粮食”。一氟甲烷是一种绿色、高效的电子特气，用于半导体及电子产品的刻蚀。在刻蚀工艺中，一氟甲烷纯度对组件性能和产品优良率具有决定性影响，即使百万分之一的微量杂质进入工序也会导致产品的不合格率迅速增加，因此市场对电子气体的纯度要求越来越高，基本要求其有机杂质含量10ppm以下，甚至1ppm以下。

一氟甲烷粗品中存在以下有机杂质：乙烷(C₂H₆)、乙烯(C₂H₄)、乙炔(C₂H₂)、丙烷(C₃H₈)、丙烯(C₃H₆)、丁烯(C₄H₈)、三氟甲烷(CHF₃)、六氟乙烷(C₂F₆)等。上述杂质中，六氟乙烷的存在会干扰一氟甲烷在刻蚀工艺中的碳氟比，严重影响刻蚀效果。而六氟乙烷沸点为-78.2℃，与一氟甲烷沸点相同，难以通过精馏等常规分离手段去除六氟乙烷。

现有技术对于一氟甲烷粗品中有机杂质的去除主要有如下报道：

专利文献CN103910600A公开了一种超高纯一氟甲烷的制备方法，采用吸附法制备超高纯一氟甲烷，采用A型分子筛和/或粒径为1.5～3.0nm的活性炭脱除一氟甲烷粗品中的HCl、HF、CH₃Cl、CH₄、C₂H₄、C₂H₆、C₃H₆、C₃H₈等杂质。

中国专利文献CN105363407A公开了一种改性的吸附剂及其在超高纯一氟甲烷制备中的应用，吸附剂经过离子交换法、球磨法或浸渍法进行改性，所述吸附剂选自A型分子筛、X型分子筛、Y型分子筛、SiO₂、Al₂O₃或活性炭，可有效脱除C₂-C₄烃类以及CHF₃。

日本专利文献JP2013112612A报道了一氟甲烷中除CHF₃的方法：将含CHF₃的原料气通过DMF、DMF+tert-BuOK+苯甲酮混合溶液、H₂SO₄等多种溶液后，可完全去除CHF₃。

现有技术中没有将一氟甲烷中六氟乙烷脱除的方法报道。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种改性吸附剂，该改性吸附剂可有效去除一氟甲烷中的六氟乙烷。

本发明要解决的第二个技术问题是提供一种改性吸附剂在一氟甲烷中脱除六氟乙烷的应用方法，通过此方法可将一氟甲烷中的六氟乙烷脱除至20ppb以下。