用于吸附HF气体中水蒸气吸附剂的研发
腐蚀性电子气体HF主要用于半导体工业中硅晶片的刻蚀和表面清洗，是微纳电子制造中的关键气体之一。随着微纳电子工业先进制造向高集成度、大尺寸、窄线宽、高均匀性和完整性的发展，人们对HF电子气体的纯度的要求越来越高，尤其是对水分杂质含量提出了越来越苛刻的要求，因为杂质水分不仅导致下游产品缺陷，而且诱发、加速HF气体对所接触材料的腐蚀，造成腐蚀产物和材料自身杂质等二次污染物释出，降低HF气体的纯度。因CaF2具有耐HF与H2O协同腐蚀性能，且能与水分子形成具有高结合能的结合水，在HF气体除水中具有广阔的应用前景，但已报道的CaF2吸水容量较小。 本学位论文系统地研究了具有不同晶体形貌和尺寸的CaF2纳米材料的制备方法和吸水性能，主要研究工作总结如下: 1.以柠檬酸钠为络合剂，采用水热法分别制备了尺寸和形貌均一的CaF2纳米颗粒和纳米花，系统地考察了氟源和钙源、络合剂用量和溶液pH值对合成CaF2材料结构和形貌的影响，利用XRD、SEM、FT-IR和N2吸脱附等表征手段对所合成材料进行了表征。结果表明，当合成液中柠檬酸钠∶CaCl2∶KF的摩尔比为15∶1∶2且合成液的pH值为10时，所合成的CaF2纳米颗粒形貌最均匀且尺寸最小，约为8nm，并随着合成液中柠檬酸钠含量的减少，所合成CaF2的颗粒逐渐变大，且倾向于形成纳米球;当合成液中柠檬酸钠∶醋酸钙∶NaBF4的摩尔比为5∶1∶2且合成液的pH值为10时，所合成的CaF2为由多层纳米片构成的纳米花，其BET比表面积高达94m2·g-1，孔径分布主要集中在4nm，且该纳米花材料的热稳定好。此外，在不改变其他参数的条件下，当合成液的pH值为4或12时，所形成的CaF2纳米颗粒或纳米花发生严重的团聚现象。 2.采用体积法测定了水蒸气在CaF2纳米花和不同尺寸CaF2纳米颗粒上的吸附等温线。结果表明，在相同的温度和水蒸气压下，CaF2纳米花材料具有最高的吸水性能，且明显优于文献中已报道的CaF2吸水性能。本工作所研发的由多层纳米片构成的CaF2纳米花具有优异的吸水性能，可望在HF气体除水中得到工业应用。
吸附剂;氟化钙;制备工艺;微观形貌;吸水性能;氟化氢净化
浙江师范大学
硕士
物理化学
王树华;朱伟东
2019
中文
TQ424
2020-03-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）