專利名稱：吸附酸性氣體的潔凈劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及吸附酸性氣體的潔凈劑，尤其涉及處理半導(dǎo)體與光電產(chǎn)業(yè)過程所產(chǎn)生的酸性氣體的潔凈劑。
背景技術(shù)：
近年來隨著半導(dǎo)體與光電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，大量使用各種酸性氣體化合物，這些酸性氣體對(duì)于人體與環(huán)境的危害都相當(dāng)大，例如對(duì)皮膚有強(qiáng)烈的刺激性與腐蝕性，會(huì)導(dǎo)致皮膚產(chǎn)生嚴(yán)重的發(fā)炎現(xiàn)象。若食入會(huì)造成食道的灼傷，若經(jīng)呼吸道與眼睛，會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的刺激與灼痛感。若排放至大氣環(huán)境中，則會(huì)導(dǎo)致酸雨、空氣污染煙霧等，加速建筑物與金屬的氧化腐蝕，或者使得樹木快速枯萎、動(dòng)物急速暴斃等事情發(fā)生。
因此，目前在過程廢氣管末處理端常使用干式洗滌塔(dry scrubber)。在干式洗滌塔中，裝填堿性吸附劑，當(dāng)酸性氣體由洗滌塔的底端進(jìn)入時(shí)，會(huì)立即和里面的吸附劑發(fā)生吸附反應(yīng)，轉(zhuǎn)化成無害而穩(wěn)定的鹽類，此方法的氣體處理效能高，且儀器采購(gòu)成本較低廉，因此開始為業(yè)界所使用。然而目前獲得氣體吸附劑的成本較高，吸附劑耗材的成本亦偏高；其次對(duì)于被處理氣體流量也有限制，對(duì)于高濃度、高流量的氣體操作成本過高，效果亦不佳。在過程中產(chǎn)生的粉體等副產(chǎn)物，可能會(huì)堵塞洗滌塔的桶子與管路。
本領(lǐng)域公知的氣體吸附劑大多使用活性碳，活性碳可以對(duì)酸性氣體具有物理吸附作用。酸性氣體附著在活性碳的孔洞中間與表面上，并保持原先的物理特性。酸性氣體濃縮在活性碳吸附劑當(dāng)中，也具有相當(dāng)高度的腐蝕性，對(duì)于管路、閥件的危害是相當(dāng)?shù)膰?yán)重；同時(shí)物理吸附屬于可逆的化學(xué)反應(yīng)，當(dāng)回收的活性碳做廢棄物或再生處理時(shí)，吸附在活性碳上的酸性氣體會(huì)也會(huì)釋放出來，有危害人員安全的風(fēng)險(xiǎn)；再者，活性碳屬于可燃化學(xué)物質(zhì)，若是過程氣體中，含有類似硅烷(SiH4)或磷化氫(PH3)等易燃?xì)怏w，此時(shí)會(huì)有著火的風(fēng)險(xiǎn)。因?yàn)榛钚蕴忌系奈綄儆谖锢砦?，其吸附容量在于活性碳的比表面積的大小，所以其吸附容量有限。雖然活性碳的售價(jià)相當(dāng)?shù)牡土窃谔幚硭嵝詺怏w使用上所衍生的問題，確是相當(dāng)棘手。
另一方面，氣體吸附劑也使用一般金屬化合物，然而存在缺點(diǎn)。例如，鎂、鈉、鉀等氧化物、氫氧化物及碳酸鹽等，每單位體積吸附劑的去除能力小。生石灰的吸附能力雖然較上述氣體吸附劑高一些，然而對(duì)于某些氣體的適用性存在疑慮，并且對(duì)于含氯氣體，如氯化氫、氯氣等，會(huì)產(chǎn)生潮解性顯著的氯化鈣。
因此，極需一種能克服上述困難，以有效處理半導(dǎo)體與光電業(yè)過程中產(chǎn)生的酸性氣體的潔凈劑。


圖1為使用本發(fā)明潔凈劑的除凈系統(tǒng)；圖2為本發(fā)明一種潔凈劑的制備方法的流程圖；圖3為本發(fā)明另一種潔凈劑的制備方法的流程圖。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種吸附酸性氣體的潔凈劑，其能有效處理半導(dǎo)體與光電產(chǎn)業(yè)等業(yè)界所產(chǎn)生的廢棄氣體。
本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種吸附酸性氣體的潔凈劑，其包含占潔凈劑重量50-90wt.％的催化劑(觸媒)，此催化劑包含過渡金屬化合物及氧化錳(II)，其中所述過渡金屬化合物選自含結(jié)晶水的氧化鐵(III)、碳酸銅(II)、碳酸錳(II)。
本發(fā)明另一方面提供一種潔凈劑的制備方法，此潔凈劑用于吸附酸性氣體，且此潔凈劑包含占潔凈劑重量50-90wt.％的催化劑，此催化劑為過渡金屬化合物及氧化錳(II)的組合物，其中此過渡金屬化合物選自含結(jié)晶水的氧化鐵(III)、碳酸銅(II)、碳酸錳(II)，此制備方法包含a.混合前體(前驅(qū)物)、氧化錳(II)及載體，此前體選自含鐵化合物或含銅化合物；以及b.加入堿性溶液而沉淀出此潔凈劑。
本發(fā)明另一方面提供一種潔凈劑的制備方法，此潔凈劑用于吸附酸性氣體，且此潔凈劑包含占潔凈劑重量50-90wt.％的催化劑，此催化劑包含過渡金屬化合物與氧化錳(II)，此過渡金屬化合物為碳酸錳(II)，此制備方法包含a.混合碳酸錳(II)、氧化錳(II)及載體。
本發(fā)明另一方面提供一種吸附酸性氣體的方法，該方法通過使用潔凈劑，將此潔凈劑與酸性氣體接觸，此潔凈劑包含占潔凈劑重量50-90wt.％的催化劑，此催化劑為過渡金屬化合物及氧化錳(II)的組合物，其中此過渡金屬化合物選自含結(jié)晶水的氧化鐵(III)、碳酸銅(II)、碳酸錳(II)。
本發(fā)明另一方面提供一種吸附酸性氣體的方法，該方法通過使用潔凈劑，此潔凈劑包含占潔凈劑重量50-90wt.％的催化劑，此催化劑為過渡金屬化合物及氧化錳(II)的組合物，其中此過渡金屬化合物選自含結(jié)晶水的氧化鐵(III)、碳酸銅(II)、碳酸錳(II)，此方法包含a.將此潔凈劑置入干式洗滌塔中；b.將此酸性氣體通入此干式洗滌塔中，使此潔凈劑與酸性氣體反應(yīng)；以及c.檢測(cè)此酸性氣體的含量。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明所述酸性氣體包括在路易斯(Lewis)酸堿電子對(duì)理論中，在氣態(tài)容易離解形成含有孤對(duì)電子(lone pair)的離子的物質(zhì)，包括大部分的鹵素化合物、氮氧化物及硫氧化物；此外，也包括符合阿侖尼烏斯(Arrhenius)酸堿理論的酸性氣體，例如氫氟酸(HF)、氫氯酸(HCl)、氫溴酸(HBr)、氟氣(F2)、氯氣(Cl2)、二氯硅烷(DCS)、三氯硅烷(SiHCl3)、四氯硅烷(SiCl4)、四氟硅烷(SiF4)、四氯化鍺(GeCl4)、三氟化硼(BF3)、三氯化硼(BCl3)、三氟化氯(ClF3)、三氯化磷(PCl3)、五氯化磷(PCl5)、二氧化硫(SO2)等。
本發(fā)明的潔凈劑包含占潔凈劑重量50-90wt.％的催化劑，催化劑包含過渡金屬化合物與氧化錳(II)(MnO)，過渡金屬化合物選自含結(jié)晶水的氧化鐵(III)、碳酸銅(II)(CuCO3)、碳酸錳(II)(MnCO3)，其中含結(jié)晶水的氧化鐵(III)是指非無水(non-anhydrous)的氧化鐵，優(yōu)選為一水氧化鐵[Fe2O3·H2O]及三水氧化鐵[Fe2O3·3H2O]。
本發(fā)明的潔凈劑還包含載體，本領(lǐng)域的技術(shù)人員清楚知道此載體主要用于負(fù)載催化劑，增加潔凈劑的機(jī)械強(qiáng)度。潔凈劑具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，這是因?yàn)楫?dāng)潔凈劑為粉狀物時(shí)，會(huì)使得酸性氣體無法在潔凈劑與酸性氣體反應(yīng)的干式洗滌塔中流通，并造成干式洗滌塔中壓力增加。若潔凈劑的尺寸過大，則沒有足夠的表面積處理酸性氣體，且造成干式洗滌塔中間隙過大，酸性氣體來不及處理即通過干式洗滌塔。
為解決上述問題以有效處理酸性氣體，本發(fā)明的潔凈劑可為圓柱狀、球狀、不規(guī)則粒狀、錠狀等，優(yōu)選為直徑2-6mm、長(zhǎng)度3-8mm的圓柱顆粒。本發(fā)明的載體選自本領(lǐng)域公知的三氧化二鋁(Al2O3)、二氧化硅(SiO2)、硅膠(Silica gel)、三氧化二鉻(Cr2O3)、二氧化鈦(TiO2)、二氧化鋯(ZrO2)、氧化鎂(MgO)、二氧化釷(ThO2)、二氧化鈰(CeO2)、硅鋁化物(silica-alumina)、硅藻土(kieselguhr)、硫酸鈣(CaSO4)、活性碳、氧化鋅(ZnO)等。由于本發(fā)明的潔凈劑與酸性氣體反應(yīng)時(shí)會(huì)生成水，因此，在此選用的載體優(yōu)選也具有干燥劑的效果，其選自氧化鋁、氧化硅、硅膠、氧化鎂、硫酸鈣及包含至少上述之一的組合。
當(dāng)過渡金屬化合物為碳酸錳(II)時(shí)，參見圖2，即催化劑僅包含碳酸錳(II)及氧化錳(II)時(shí)，潔凈劑的制備方法是將碳酸錳(II)與氧化錳(II)、上述載體混合(步驟20)，即可獲得潔凈劑(步驟22)。此制備方法優(yōu)選在室溫下進(jìn)行反應(yīng)，載體的比例為10％-50％，而碳酸錳(II)與氧化錳(II)的比例優(yōu)選為0.5-4。
當(dāng)過渡金屬化合物選自含結(jié)晶水的氧化鐵(III)、碳酸銅(II)時(shí)，參見圖3，潔凈劑制備方法包含a.將前體、氧化錳(II)及上述的載體混合(步驟30)；b.加入堿性溶液，沉淀出潔凈劑(步驟31)。
根據(jù)欲形成的過渡金屬化合物選擇前體，因此前體選自含鐵化合物、含銅化合物。含鐵化合物可為氯化鐵(III)、硫酸亞鐵(II)、硫酸鐵(III)、硝酸鐵(III)、溴化鐵(III)、碘化鐵(III)、硝酸亞鐵(II)、硫代硫酸鐵(III)。含銅化合物可為硫酸銅(II)、硝酸銅(II)、亞硝酸銅(II)、氯化銅(II)、溴化銅(II)。上述含鐵化合物、含銅化合物皆可從市場(chǎng)上購(gòu)買獲得。堿性溶液包含氫氧化鉀、氨、碳酸鉀、碳酸氫鉀、碳酸鈉或碳酸氫鈉及包含至少上述之一組合的水溶液。
在步驟a中，于室溫下進(jìn)行反應(yīng)，載體的比例為10％-50％，而前體與氧化錳(II)的比例優(yōu)選為0.5-4。
在步驟b中，所加入的堿性溶液的量與含鐵化合物的比例是3/1，與含銅化合物的比例是1/1，在室溫下進(jìn)行反應(yīng)混合后即沉淀出固體，此固體即本發(fā)明的潔凈劑(步驟32)。由于反應(yīng)中會(huì)產(chǎn)生鹽類，如氯化鈉(NaCl)、硫酸鈉(Na2SO4)，因此用諸如水的溶劑洗滌潔凈劑以移除鹽類(步驟33)。
不論過渡金屬化合物是碳酸錳(II)還是選自含結(jié)晶水的氧化鐵(III)、碳酸銅(II)，盡管通過前述步驟皆可分別獲得本發(fā)明的潔凈劑，但是仍需要一些處理步驟，以便用作潔凈劑。包含下列步驟干燥潔凈劑，并控制潔凈劑的含水量(步驟24、步驟34)；將潔凈劑造粒(步驟26、步驟36)；以及煅燒潔凈劑，以增加潔凈劑的機(jī)械強(qiáng)度(步驟28、步驟38)。
干燥潔凈劑的目的是為對(duì)后面的潔凈劑造粒步驟作準(zhǔn)備，因?yàn)楫?dāng)潔凈劑的含水量過低時(shí)，無法用造粒成型機(jī)將潔凈劑造出適當(dāng)顆粒，同時(shí)所造出的顆粒會(huì)含有大量的粉體；當(dāng)潔凈劑的含水量過高時(shí)，潔凈劑在造粒過程中將附著在造粒成型機(jī)中而無法造粒成型。在本發(fā)明的實(shí)施方案中，將潔凈劑置入烘箱中，依所需要的含水量控制烘箱的溫度及時(shí)間，在此時(shí)優(yōu)選將潔凈劑的含水量控制在10-20％。
對(duì)潔凈劑造粒是用造粒成型機(jī)將潔凈劑制成圓柱狀顆粒。然后煅燒潔凈劑，在此所指的煅燒是通過烘箱將潔凈劑干燥，以確定完全除去潔凈劑中的水分，并可加強(qiáng)潔凈劑的機(jī)械強(qiáng)度。
下述實(shí)施例揭示本發(fā)明潔凈劑的制備方法的實(shí)施方案，但并非用來限制本發(fā)明。
實(shí)施例1(催化劑為含結(jié)晶水的氧化鐵(III)及氧化錳(II)的組合)將406.25g、40％ FeCl3(aq)(1mol)置于2000ml三角瓶中；并加入30g硅膠與20g MnO，并將攪拌機(jī)置于其中攪拌。將266.7g、45％NaOH(aq)(3mol)加入前述溶液中攪拌，生成黃棕色的固體。待NaOH水溶液加完后，再攪拌溶液5分鐘。將以上所得的膠體溶液，在加壓式過濾器中過濾，在過濾器上得到固體濾餅；再用2500ml水洗滌干凈，如此得到約570g潔凈劑。將潔凈劑于100-120℃烘箱中烘烤30-90分鐘，再用造粒成型機(jī)造成顆粒。最后放入120-160℃烘箱中，烘烤2-4小時(shí)。
實(shí)施例2(催化劑為碳酸銅(II)及氧化錳(II)的組合)將714g、40％ CuSO4·7H2O(aq)(1mol)置于2000ml三角瓶中，加入30g硅膠與20g MnO，并將攪拌機(jī)置于其中攪拌。將265g、40％Na2CO3(aq)(1mol)加入前述溶液中攪拌，生成黃綠色的固體。攪拌溶液5分鐘。將以上所得的膠體溶液，在加壓式過濾器中過濾，在過濾器上得到固體濾餅；再用2500ml水洗滌干凈，如此得到約390g潔凈劑。將潔凈劑于100-120℃烘箱中烘烤30-90分鐘，再用造粒成型機(jī)造成顆粒。最后放入120-160℃烘箱中，烘烤2-4小時(shí)。
實(shí)施例3(催化劑為碳酸錳(II)與氧化錳(II)的組合)將400g的MnCO3、50g MnO、50g硅膠置于2000ml三角瓶中，加入1500ml水，并將攪拌機(jī)置于其中攪拌。將以上所得的膠體溶液，在加壓式過濾器中過濾，在過濾器上得到紅棕色固體濾餅，約680g潔凈劑。將潔凈劑于100-120℃烘箱中烘烤30-90分鐘，再用造粒成型機(jī)造成顆粒。最后放入120-160℃烘箱中，烘烤2-4小時(shí)。
實(shí)施例4(催化劑為含結(jié)晶水的氧化鐵(III)、碳酸錳(II)及氧化錳(II)的組合)將406.25g、40％FeCl3(aq)(1mol)置于2000ml三角瓶中，加入40g硅膠、30g MnO與80g MnCO3，加水1000ml，并將攪拌機(jī)置于其中攪拌。加入266.7g、45％NaOH(aq)(3mol)并攪拌，生成咖啡色固體。待NaOH水溶液加完后，再攪拌溶液5分鐘。將以上所得的膠體溶液，在加壓式過濾器中過濾，在過濾器上得到固體濾餅；再用2500ml水洗滌干凈，如此得到約680g潔凈劑。將潔凈劑于100-120℃烘箱中烘烤30-90分鐘，再用造粒成型機(jī)造成顆粒。最后放入120-160℃烘箱中，烘烤2-4小時(shí)。
實(shí)施例5(催化劑為含結(jié)晶水的氧化鐵(III)、碳酸銅(II)、碳酸錳(II)及氧化錳(II)的組合)溶液1.將406.25g、40％FeCl3(aq)(1mol)置于2000ml三角瓶中，加入30g硅膠、20gMnO，并將攪拌機(jī)置于其中攪拌。加入266.7g、45％NaOH(aq)(3mol)并攪拌，生成咖啡色固體。待NaOH水溶液滴完后，再攪拌溶液5分鐘。
溶液2.將714g、40％的CuSO4·7H2O(aq)(1mol)置于2000ml三角瓶中，加入30g硅膠、20g MnO，并將攪拌機(jī)置于其中攪拌。將265g、40％Na2CO3(aq)(1mol)置于500ml滴定瓶中，將Na2CO3逐滴加入溶液中攪拌，生成水藍(lán)色固體。待Na2CO3水溶液滴完后，再攪拌溶液5分鐘。
將溶液1與溶液2加入3000ml三角瓶中混合攪拌，并加80g MnCO3、10g硅膠、10g MnO，并加入500ml水?dāng)嚢?，即得到膠體溶液，并將之在加壓式過濾器中過濾，在過濾器上得到固體濾餅，再用2500ml水，逐次將濾餅中的NaCl與Na2SO4洗滌干凈，如此得到本發(fā)明的潔凈劑。于100-120℃烘箱中烘烤30-90分鐘，并控制含水量為10-20％。再用造粒成型機(jī)造成顆粒，最后在120-160℃烘箱中，烘烤2-4小時(shí)。
使用本發(fā)明的潔凈劑吸附酸性氣體的方法是在除凈系統(tǒng)中進(jìn)行的，參見圖1，此除凈系統(tǒng)1具有干式洗滌塔10、11，氣體鋼瓶12用于提供酸性氣體，氣體鋼瓶14用于提供氮?dú)?，以清潔除凈系統(tǒng)1的管路，并以浮子流量計(jì)(Mass flow meter)16控制酸性氣體及氮?dú)獾牧髁?，將本發(fā)明的潔凈劑5置于干式洗滌塔10中，并以傅立葉變換紅外光譜儀(FTIR)18監(jiān)控反應(yīng)是否結(jié)束。
吸附酸性氣體的流程為首先將潔凈劑5置于干式洗滌塔10中。打開氣體鋼瓶12，則酸性氣體經(jīng)由浮子流量計(jì)16流至干式洗滌塔10中，酸性氣體與潔凈劑5反應(yīng)，并釋放出反應(yīng)熱；當(dāng)反應(yīng)結(jié)束時(shí)(即有酸性氣體破出)，在干式洗滌塔10的尾端裝設(shè)的傅立葉變換紅外光譜儀18將監(jiān)測(cè)到酸性氣體破出，產(chǎn)生酸性氣體的光譜數(shù)據(jù)，并且傳輸訊號(hào)，此時(shí)使用者記載反應(yīng)所消耗的時(shí)間，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可輕易了解的是，不同的酸性氣體在傅立葉變換紅外光譜儀18中將顯示不同的反應(yīng)訊號(hào)。最后在此干式洗滌塔10后端接干式洗滌塔11，處理少量破出的酸性氣體，并將抽風(fēng)柜19設(shè)置于干式洗滌塔11之后以確定不會(huì)有酸性氣體排放至大氣環(huán)境中。
表1列出根據(jù)本發(fā)明所揭示的制備方法所得的潔凈劑的吸附能力表1

表1所示的性能計(jì)算方式如下假設(shè)各個(gè)實(shí)施例的潔凈劑堆積密度分別為x(kg/L)，在干式洗滌塔中分別裝有y(g)本發(fā)明的過渡金屬化合物催化劑，鹽酸氣體流量為z(sccm)，鹽酸破出的時(shí)間分別為t(min.)，計(jì)算出每升潔凈劑可以處理鹽酸氣體的升數(shù)(L/L)(Absorption capacity)，則吸附能力＝xzt/y(L/L)。
不欲為任何理論限定，目前相信本發(fā)明的潔凈劑中過渡金屬化合物與氧化錳形成金屬鍵接的金屬團(tuán)簇(metal cluster)。相較于一般市場(chǎng)上以物理方式吸附酸性氣體，達(dá)到處理酸性氣體的目的的活性碳大不相同的是，此金屬團(tuán)簇與酸性氣體通過多核金屬化學(xué)鍵接方式反應(yīng)。例如，含結(jié)晶水的氧化鐵(III)及氧化錳(II)的組合處理酸性氣體的能力約為分別單獨(dú)使用含結(jié)晶水的氧化鐵(III)及氧化錳(II)的1.7倍；碳酸銅(II)及氧化錳(II)的組合處理酸性氣體的能力約為分別單獨(dú)使用碳酸銅(II)及氧化錳(II)的1.2倍；含結(jié)晶水的氧化鐵(III)、碳酸銅(II)及氧化錳(II)處理酸性氣體的能力約為分別單獨(dú)使用碳酸銅(II)及氧化錳(II)的1.25倍。由此可知本發(fā)明的潔凈劑是通過過渡金屬化合物間形成的金屬團(tuán)簇，來有效地與酸性氣體反應(yīng)。此外，當(dāng)過渡金屬化合物與氧化錳(II)的摩爾比在0.5-4之間時(shí)，是優(yōu)選的處理酸性氣體的條件；此時(shí)處理酸性氣體，如鹽酸(HCl(g))時(shí)，其吸附容量可達(dá)每升吸附能力200(L/L)。此外，本發(fā)明的潔凈劑能有效吸附高濃度、高流量的酸性氣體，以對(duì)鹽酸的吸附能力來說，本發(fā)明的潔凈劑于300(sccm)的吸附能力為約183(L/L)，此程度吸附能力可維持至600(sccm)，直至3000(sccm)時(shí)吸附能力仍然明顯(約95L/L)，超過本領(lǐng)域公知的吸附酸性氣體的極限。
效果比較將一般市場(chǎng)上用于處理酸性氣體的常規(guī)產(chǎn)品與本發(fā)明的潔凈劑進(jìn)行效果比較。此效果實(shí)驗(yàn)使用上述的除凈系統(tǒng)及干式洗滌塔裝備，參見圖1。關(guān)于酸性氣體的來源，在此選擇使用較廉價(jià)、且沒有被環(huán)保署公告列管的酸性氣體(HCl(g))，并使用氮?dú)猱?dāng)作清潔管路的氣體。將市場(chǎng)上用于處理酸性氣體的產(chǎn)品或本發(fā)明的潔凈劑置于干式洗滌塔10中，酸性氣體流至干式洗滌塔10中，與市場(chǎng)上用于處理酸性氣體的產(chǎn)品或本發(fā)明的潔凈劑接觸，并以傅立葉變換紅外光譜儀18監(jiān)控反應(yīng)是否結(jié)束。
根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，表2列出了一般市場(chǎng)上用于處理酸性氣體的常規(guī)產(chǎn)品與本發(fā)明的潔凈劑的一般物性及效果比較。
表2

表2顯示，本發(fā)明的潔凈劑對(duì)酸性氣體有超強(qiáng)的吸附與處理能力，其處理酸性氣體的吸附能力大約為鋁鎂氫氧化物的2倍，為堿性活性碳的3-3.5倍，為活性碳的5-6倍。
通過參考上述本發(fā)明的不同實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)知道此處的附圖及詳細(xì)說明僅作說明而非限定，且非意欲將本發(fā)明限制在所揭露的具體實(shí)施方案和實(shí)施例中。相反，在不脫離本發(fā)明的精神及范疇的情況下，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)人員顯而易見的是在權(quán)利要求限定的范圍內(nèi)，可對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修飾、變化、重新排列、取代、替換、設(shè)計(jì)選擇及實(shí)施例。因此，可預(yù)期的是本發(fā)明的權(quán)利要求包含所有進(jìn)一步的修飾、變化、重新排列、取代、替換、設(shè)計(jì)選擇及實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種吸附酸性氣體的潔凈劑，所述潔凈劑包含占潔凈劑重量50-90wt.％的催化劑，所述催化劑包含過渡金屬化合物及氧化錳(II)，其中所述過渡金屬化合物選自含結(jié)晶水的氧化鐵(III)、碳酸銅(II)、碳酸錳(II)。
2.如權(quán)利要求1的潔凈劑，其中所述過渡金屬化合物與氧化錳(II)的摩爾比在0.5-4之間。
3.如權(quán)利要求1的潔凈劑，所述潔凈劑為直徑2-6mm、長(zhǎng)度3-8mm的圓柱顆粒。
4.如權(quán)利要求1的潔凈劑，還包含載體，所述載體用于負(fù)載所述催化劑，增加催化劑的機(jī)械強(qiáng)度。
5.如權(quán)利要求4的潔凈劑，其中所述載體為干燥劑，其選自氧化鋁、氧化硅、硅膠、硫酸鈣、氧化鎂及包含至少上述之一的組合。
6.如權(quán)利要求1的潔凈劑，使用在除凈系統(tǒng)中。
7.如權(quán)利要求1的潔凈劑，使用在干式洗滌塔中。
8.一種潔凈劑的制備方法，所述潔凈劑用于吸附酸性氣體，其中所述潔凈劑包含占潔凈劑重量50-90wt.％的催化劑，所述催化劑包含過渡金屬化合物及氧化錳(II)，所述過渡金屬化合物為碳酸錳(II)，其制備方法包含a.混合碳酸錳(II)、氧化錳(II)及載體。
9.如權(quán)利要求8的制備方法，還包含a.干燥所述潔凈劑，并控制潔凈劑的含水量；b.將該潔凈劑造粒；以及c.煅燒該潔凈劑，以增加該潔凈劑的機(jī)械強(qiáng)度。
10.如權(quán)利要求8的制備方法，其中所述碳酸錳(II)與氧化錳(II)的摩爾比在0.5-4之間。
11.如權(quán)利要求8的制備方法，其中所述載體用于負(fù)載該催化劑，增加該催化劑的機(jī)械強(qiáng)度。
12.如權(quán)利要求11的制備方法，其中所述載體為干燥劑，其選自氧化鋁、氧化硅、硅膠、硫酸鈣、氧化鎂及包含至少上述之一的組合。
13.如權(quán)利要求8的制備方法，使用在除凈系統(tǒng)中。
14.如權(quán)利要求8的制備方法，使用在干式洗滌塔中。
15.一種潔凈劑的制備方法，所述潔凈劑用于吸附酸性氣體，其中所述潔凈劑包含占潔凈劑重量50-90wt.％的催化劑，所述催化劑包含過渡金屬化合物及氧化錳(II)，其中所述過渡金屬化合物選自含結(jié)晶水的氧化鐵(III)、碳酸銅(II)，該制備方法包含a.混合前體、氧化錳(II)及載體，其中所述前體包含含鐵化合物或含銅化合物；b.加入堿性溶液而沉淀出該潔凈劑。
16.如權(quán)利要求15的制備方法，還包含c.洗滌該潔凈劑；d.干燥該潔凈劑，并控制該潔凈劑的含水量；e.將該潔凈劑造粒；以及f.煅燒該潔凈劑，以增加該潔凈劑的機(jī)械強(qiáng)度。
17.如權(quán)利要求15的制備方法，其中所述過渡金屬化合物與氧化錳(II)之摩爾比在0.5-4之間。
18.如權(quán)利要求15的制備方法，其中所述含鐵化合物選自氯化鐵(III)、硫酸亞鐵(II)、硫酸鐵(III)、硝酸鐵(III)、溴化鐵(III)、碘化鐵(III)、硝酸亞鐵(II)、硫代硫酸鐵(III)，及包含至少上述之一的組合。
19.如權(quán)利要求15的制備方法，其中所述含銅化合物選自硫酸銅(II)、硝酸銅(II)、亞硝酸銅(II)、氯化銅(II)、溴化銅(II)，及包含至少上述之一的組合。
20.如權(quán)利要求15的制備方法，其中所述堿性溶液包含氫氧化鉀、氨、碳酸鉀、碳酸氫鉀、碳酸鈉或碳酸氫鈉及包含至少上述之一的組合地水溶液。
21.如權(quán)利要求15的制備方法，其中所述載體用于負(fù)載該催化劑，增加該催化劑的機(jī)械強(qiáng)度。
22.如權(quán)利要求21的制備方法，其中所述載體為干燥劑，選自氧化鋁、氧化硅、硅膠、硫酸鈣、氧化鎂及包含至少上述之一的組合。
23.如權(quán)利要求15的制備方法，使用在除凈系統(tǒng)中。
24.如權(quán)利要求15的制備方法，使用在干式洗滌塔中。
25.一種吸附酸性氣體的方法，其通過將所述酸性氣體與潔凈劑接觸，所述潔凈劑包含占該潔凈劑重量50-90wt.％的催化劑，所述催化劑包含過渡金屬化合物及氧化錳(II)，其中所述過渡金屬化合物選自含結(jié)晶水的氧化鐵(III)、碳酸銅(II)、碳酸錳(II)。
26.一種吸附酸性氣體的方法，其通過使用潔凈劑，所述潔凈劑包含占該潔凈劑重量50-90wt.％的催化劑，所述催化劑包含過渡金屬化合物及氧化錳(II)，其中所述過渡金屬化合物選自含結(jié)晶水的氧化鐵(III)、碳酸銅(II)、碳酸錳(II)，該方法包含a.將該潔凈劑置入干式洗滌塔中；b.將該酸性氣體通入該干式洗滌塔中，使該潔凈劑與該酸性氣體反應(yīng)；以及c.檢測(cè)該酸性氣體的含量。
27.如權(quán)利要求26的方法，其中通過氣體檢測(cè)器檢測(cè)該酸性氣體的含量。
28.如權(quán)利要求26的方法，其中所述過渡金屬化合物與氧化錳(II)的摩爾比在0.5-4之間。
29.如權(quán)利要求26的方法，其中所述潔凈劑還包含載體，所述載體用于負(fù)載該催化劑，增加該催化劑的機(jī)械強(qiáng)度。
30.如權(quán)利要求29的方法，其中所述載體為干燥劑，選自氧化鋁、氧化硅、硅膠、硫酸鈣、氧化鎂及包含至少上述之一的組合。
全文摘要
本發(fā)明揭露一種吸附酸性氣體的潔凈劑及其制備和使用方法。所述潔凈劑包含占潔凈劑重量50－90wt.％的催化劑，所述催化劑包含過渡金屬化合物與氧化錳(II)，其中過渡金屬化合物選自含結(jié)晶水的氧化鐵(III)、碳酸銅(II)、碳酸錳(II)。
文檔編號(hào)B01J23/889GK1739849SQ20041005765
公開日2006年3月1日 申請(qǐng)日期2004年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月23日
發(fā)明者蔣舜人, 高孟偉 申請(qǐng)人:愛迪亞科技股份有限公司