NF3和SF6在一些金屬氧化物上的分解反應(yīng).pdf

1、NF3是半導(dǎo)體工業(yè)大量使用的清洗氣和蝕刻氣,SF6是現(xiàn)階段最佳的氣體滅弧介質(zhì),兩者均有較高的溫室效應(yīng)潛值(GWP),如SF6的GWP為22800,壽命約3200年。在無水條件下,NF3和SF6與金屬氧化物直接反應(yīng)生成金屬氟化物,是消除NF3和SF6的有效方法。
　　本論文考察了 NF3在 MgO、Al2O3系列脫氟劑上的無水分解反應(yīng),以及無水條件下SF6在NaF-Si-MO(金屬氧化物)三元混合物上的分解反應(yīng)。用BET、XRD、E

2、DX等手段對(duì)反應(yīng)前后的脫氟劑進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征,得到以下結(jié)果:
　　(1)400℃反應(yīng),MgO、V2O5、Mn2O3和Cr2O3等金屬氧化物均可分解NF3,活性順序?yàn)镸gO>Mn2O3>V2O5>Cr2O3。
　　Mn/MgO是NF3無水分解反應(yīng)的良好脫氟劑,脫氟活性明顯高于純MgO,其中NF3在10％ Mn/MgO上的全轉(zhuǎn)化時(shí)間達(dá)460 min,這歸因于NF3與Mn/MgO反應(yīng)生成的MnF3表面層與基體MgO的氟/氧交換作用。而

3、Cr/MgO的脫氟活性不及MgO。
　　(2)V/Al2O3、Mn/Al2O3也是NF3無水分解反應(yīng)的良好脫氟劑,活性明顯高于純Al2O3, Mn/Al2O3脫氟活性又高于V/Al2O3,其中NF3在10%Mn/Al2O3上的全轉(zhuǎn)化時(shí)間達(dá)660 min,這歸因于NF3與Mn/Al2O3反應(yīng)生成的MnF3與基體Al2O3的氟/氧交換作用。
　　以C4H6MnO4為前驅(qū)體制備的10%Mn/Al2O3活性高于以Mn(NO3)2為前

4、驅(qū)體制備的10%Mn/Al2O3。
　　(3)在Al2O3、La2O3、CeO2、MgO、CaO及BaO中,分別加入了NaF和Si,制備的NaF-Si-MO三元混合物對(duì)SF6分解有較高的反應(yīng)活性。其中NaF-Si-CaO系列脫氟劑的活性最高,650°C恒溫反應(yīng)時(shí) NaF-Si-CaO可維持90%以上的 SF6轉(zhuǎn)化率達(dá)310min。
　　結(jié)合反應(yīng)前后脫氟劑的結(jié)構(gòu)分析,推測(cè)SF6在NaF-Si-MO上的分解途徑可能是:
　

5、　①5NaF+3Si+5Al2O3+2SF6=AlF3+3Al2(SiO4)O+Na5Al3F14+2S,
　?、?8Si+26La2O3+10SF6=3La9.31(Si1.04O4)6O2+12LaF3+12LaF2+10S,
　?、?6Si+78CeO2+11SF6=12Ce4.67(SiO4)3O+22CeF3+11S,
　?、?NaF+3Si+12MgO+2SF6=3Mg2SiO4+6NaMgF3+2S,