以沸石擔持金屬氧化物製備吸附劑以進行磷化氫氣體吸附之研究

Abstract

PH3氣體是半導體與光電產業製程中常用的毒性氣體，這類氫化物系氣體需要在製程機台後端裝設局部廢氣處理系統來處理，本研究所使用的乾式吸附法即是局部廢氣處理系統處理氫化物氣體的方法之一。本研究以具有大孔洞特性的ZSM-5型與高比表面積的Y型沸石為擔體，利用溼式含浸法在不同含浸濃度下將銅金屬披覆於擔體上製備吸附劑，再進行物化特性分析與吸附容量測試。 研究結果發現，含銅金屬吸附劑對PH3氣體的去除效率可達99%以上。Cu/Y zeolite與Cu/ZSM-5 zeolite吸附劑在含浸濃度分別為1.0M與5.0M時吸附容量最大，其吸附量值分別為31.4與30.6 mgPH3/gads。而Cu/ZSM-5 zeolite吸附劑對PH3氣體的有效吸附容量隨含浸濃度增加而提高，且由實驗結果發現不論吸附劑擔體是ZSM-5型或Y型沸石，當銅金屬的重量百分比在3%以下時，有效吸附容量受到化學因子(銅含量)的影響而增加，相對的在4%以上時，反而受到物理因子(比表面積、總孔洞體積)的影響而下降，而在3~4%時因為兩種因子相互制衡而達最佳吸附狀態，有效吸附容量可達最大值。另外，當PH3氣體被吸附後，吸附劑中的氧化銅氧化PH3氣體，產生五價磷PO43-，而氧化銅本身被還原成零價銅或一價的Cu2O。