JPS60209249A - 工業用原料ガスの純化剤,その製造方法およびその使用方法 - Google Patents
工業用原料ガスの純化剤,その製造方法およびその使用方法Info
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- JPS60209249A JPS60209249A JP59066453A JP6645384A JPS60209249A JP S60209249 A JPS60209249 A JP S60209249A JP 59066453 A JP59066453 A JP 59066453A JP 6645384 A JP6645384 A JP 6645384A JP S60209249 A JPS60209249 A JP S60209249A
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
- B01J20/16—Alumino-silicates
- B01J20/18—Synthetic zeolitic molecular sieves
- B01J20/186—Chemical treatments in view of modifying the properties of the sieve, e.g. increasing the stability or the activity, also decreasing the activity
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は工業用原料ガスの純化剤、その製造方法および
その使用方法に係わり、詳しくは不活性ガスa Hz
# NHs 、COx等の工業用高純度ガスおよび半導
体材料ガス等に含まれる極微量の酸素と水分の除去に関
する。
その使用方法に係わり、詳しくは不活性ガスa Hz
# NHs 、COx等の工業用高純度ガスおよび半導
体材料ガス等に含まれる極微量の酸素と水分の除去に関
する。
一般にガス中の微少含有酸素の除去には、ニッケル金属
(Nl )−フルZf担体(Ahos)等の金属−担体
触媒が用いられる。この種の触媒は例えばN* 、 A
y 、 H@等の不活性ガスや水素中の酸素除去のよう
に、被純化ガスが触媒す性を低下させない場合には効果
的である。然I/し乍ら、NHsやCO等の触媒被層作
用のあるガスについては、効果的に酸素を除去すること
は出来ない。又、触媒の賦活や再活性化に触媒な水素ガ
ス気流中で300 ’O以上の高温処理?しなければな
らないなどの取扱い上の難点もある。
(Nl )−フルZf担体(Ahos)等の金属−担体
触媒が用いられる。この種の触媒は例えばN* 、 A
y 、 H@等の不活性ガスや水素中の酸素除去のよう
に、被純化ガスが触媒す性を低下させない場合には効果
的である。然I/し乍ら、NHsやCO等の触媒被層作
用のあるガスについては、効果的に酸素を除去すること
は出来ない。又、触媒の賦活や再活性化に触媒な水素ガ
ス気流中で300 ’O以上の高温処理?しなければな
らないなどの取扱い上の難点もある。
更に、これらの触媒は水分に全く活性な示さない為、水
分も除去したい場合には別途に各種ゼ120646号(
昭和58年7月1日付出願′)に於/ いて、81.、G・等の水素化アモルファスが酸素な選
択的に気相中より取り込む性質がある事実を示した。斯
様な性質はアモルファス体の原子が未結合(ダングリン
グボンド)を有し、該未結合手に酸素原子が結合するた
めに呈すると考えられる。酸素分子(02)以外に水分
子(■20)も該未結合手に結合しアモルファス体に取
り込まれることか予想される。斯様な性質を逆に利用す
れば工業用原料ガス中の微量の02やHzOを同時に除
去することが出来る。然も、未結合手と酸素原子との反
応は化学反応であるので高温になる程、反応が促進し除
去効率が増加する。
分も除去したい場合には別途に各種ゼ120646号(
昭和58年7月1日付出願′)に於/ いて、81.、G・等の水素化アモルファスが酸素な選
択的に気相中より取り込む性質がある事実を示した。斯
様な性質はアモルファス体の原子が未結合(ダングリン
グボンド)を有し、該未結合手に酸素原子が結合するた
めに呈すると考えられる。酸素分子(02)以外に水分
子(■20)も該未結合手に結合しアモルファス体に取
り込まれることか予想される。斯様な性質を逆に利用す
れば工業用原料ガス中の微量の02やHzOを同時に除
去することが出来る。然も、未結合手と酸素原子との反
応は化学反応であるので高温になる程、反応が促進し除
去効率が増加する。
本発明は上述の諸点に鑑みなされたもので、工業用原料
ガスの純化剤、その製造方法および純化剤を使用する純
化方法な提供することを目的とする。即ち、本発明は表
面積の大きい担体にSt、Ge 等より任意に選んだ物
質の水素化又は弗化アモルファスが形成されていること
な特徴とする工業用原料ガスの純化剤、その製造方法お
よび純化剤を使用する純化方法を提供せんとするもので
ある。
ガスの純化剤、その製造方法および純化剤を使用する純
化方法な提供することを目的とする。即ち、本発明は表
面積の大きい担体にSt、Ge 等より任意に選んだ物
質の水素化又は弗化アモルファスが形成されていること
な特徴とする工業用原料ガスの純化剤、その製造方法お
よび純化剤を使用する純化方法を提供せんとするもので
ある。
〔発明の概要J
本発明による工業用原料ガスの純化剤、その製造方法お
よびその使用方法は、純化剤は表面積の大きい担体にS
l、Goから任意に選んだ物質の水素化又は弗化7モル
77スが形成されており、又、反応筒内に充填した担体
に7モル7アス形成用原料ガスを接触させて、熱、光ま
たはプラズマを励起エネルギーとして用いた化学気相反
応により担体上に上記選んだ物質の水素化又は弗化7モ
ル77人な析出被着させて純化剤を製作する。更K、上
記選んだ物質の水素化又は弗化アモルファス−担体に工
業用原料ガスを接触させて該原料ガス中の微量な0鵞や
水分な除去するものである。
よびその使用方法は、純化剤は表面積の大きい担体にS
l、Goから任意に選んだ物質の水素化又は弗化7モル
77スが形成されており、又、反応筒内に充填した担体
に7モル7アス形成用原料ガスを接触させて、熱、光ま
たはプラズマを励起エネルギーとして用いた化学気相反
応により担体上に上記選んだ物質の水素化又は弗化7モ
ル77人な析出被着させて純化剤を製作する。更K、上
記選んだ物質の水素化又は弗化アモルファス−担体に工
業用原料ガスを接触させて該原料ガス中の微量な0鵞や
水分な除去するものである。
以下、本発明による工業用原料ガスの純化剤。
その製造方法およびその使用方法の実権例を添付図面を
参照して説明する。第1図は本発明の一実施例を示し、
純化剤の製造を含む純化装置(以下、本装置と云う)%
−示している。同図に於いて、1は酸素および水の除去
筒(以下、反応筒と云う)で、#反応筒1内にはに+イ
オン変換形態のA型、X型、Y型ゼオライト(商品名;
モレキュラーシープ)のような内部比表面積が100m
’/#以上の多孔質の担体2が充填しである。上記担体
2は、反応筒1に充填する前に別の場所で予じめ不活性
ガス中で高温処理し活性化しておく。上記反応筒1の周
囲には、\ 担体2に例えばモノシラン(SiH4)を熱分解してa
−8i:Hを被着形成するためのタングステンヒータ、
赤外線ランプヒータ等の加熱ヒータ3が設けられている
。更に、上記反応筒1にはアモルファス体生成用の原料
ガス、例えばモノシラン(8iH4)’/収容する容器
4が三方弁5および三方弁6を介して接続されている。
参照して説明する。第1図は本発明の一実施例を示し、
純化剤の製造を含む純化装置(以下、本装置と云う)%
−示している。同図に於いて、1は酸素および水の除去
筒(以下、反応筒と云う)で、#反応筒1内にはに+イ
オン変換形態のA型、X型、Y型ゼオライト(商品名;
モレキュラーシープ)のような内部比表面積が100m
’/#以上の多孔質の担体2が充填しである。上記担体
2は、反応筒1に充填する前に別の場所で予じめ不活性
ガス中で高温処理し活性化しておく。上記反応筒1の周
囲には、\ 担体2に例えばモノシラン(SiH4)を熱分解してa
−8i:Hを被着形成するためのタングステンヒータ、
赤外線ランプヒータ等の加熱ヒータ3が設けられている
。更に、上記反応筒1にはアモルファス体生成用の原料
ガス、例えばモノシラン(8iH4)’/収容する容器
4が三方弁5および三方弁6を介して接続されている。
被純化ガスはガス人ロ81三力弁62反応筒l及び三方
弁7の流通経路を通過してガス出口9より出る。10は
上記加熱ヒータ3を制御して上記反応筒1を所定の温度
に調整する温度調整器であり、11はページ管、12は
ベントである。
弁7の流通経路を通過してガス出口9より出る。10は
上記加熱ヒータ3を制御して上記反応筒1を所定の温度
に調整する温度調整器であり、11はページ管、12は
ベントである。
次に、本装置を使用した場合の水素化アモルファス8i
−担体(a−8t:H)の1製作法とガスの純化方法に
ついて説明する。
−担体(a−8t:H)の1製作法とガスの純化方法に
ついて説明する。
上記反応筒1を加熱ヒータ3で300℃〜450°0に
加熱しておき、次に二方弁5および三万弁6な開いてモ
ノシラン(SiH2)&容器4より反応筒1に流す。反
応筒IK流入したモノシラン(S口h)は熱分解してア
モルファスS1とH−になり、アモルファスSiは担体
2に付着形成される。他方、反応生成物であるHzと未
反応のモノシラン(SiN2)は三方弁7.パージ管1
1を通ってベント12へ邦ト出される。
加熱しておき、次に二方弁5および三万弁6な開いてモ
ノシラン(SiH2)&容器4より反応筒1に流す。反
応筒IK流入したモノシラン(S口h)は熱分解してア
モルファスS1とH−になり、アモルファスSiは担体
2に付着形成される。他方、反応生成物であるHzと未
反応のモノシラン(SiN2)は三方弁7.パージ管1
1を通ってベント12へ邦ト出される。
−上記担体2が十分に水素化アモルファス5l(a−8
1:H)で被覆された後、三方弁5S−閉じてモノシラ
ン(Si’Ha)の供給な停止する。
1:H)で被覆された後、三方弁5S−閉じてモノシラ
ン(Si’Ha)の供給な停止する。
次に、反応管1の温度を上記温度調整器10で調節して
所定の温度まで降温する。該所定の温度は後述するよう
に除去能率や寿命に関係する為、被純化ガスに含まれる
02.HiOの含有量。
所定の温度まで降温する。該所定の温度は後述するよう
に除去能率や寿命に関係する為、被純化ガスに含まれる
02.HiOの含有量。
被純化ガスの流量および処理量により異なるのでこれら
条件に応じて決める。被純化ガスは上記ガス人口8より
流入して三方弁62反応筒lな経て、更に三方弁7を通
過してガス出口9より取り出す。該純化ガスを使用装置
(図示せず)に供給する前に一定量バージングしたい場
合は上記三方弁7なパージ管11の方に開き、ベント1
2から排出する。その後、上記三方弁7なガス出口9側
に戻してから被純化ガスな上記ガス人口8より本装置内
に導き流入させる。
条件に応じて決める。被純化ガスは上記ガス人口8より
流入して三方弁62反応筒lな経て、更に三方弁7を通
過してガス出口9より取り出す。該純化ガスを使用装置
(図示せず)に供給する前に一定量バージングしたい場
合は上記三方弁7なパージ管11の方に開き、ベント1
2から排出する。その後、上記三方弁7なガス出口9側
に戻してから被純化ガスな上記ガス人口8より本装置内
に導き流入させる。
次に、第2図は本装置のOx除去能な示すものであり、
縦軸KO意の除去率な、又、横軸に純化処理ガス量なと
り両者の関係を反応温度のパラメータにて表わしである
。原料ガスは02を10〜100 ppm 容量比で含
むN2ガスな使用した。ここで02除去率す下記のよう
に定めた。即ち、 100 例えば、O!除去半=100%とは、純化ガス中の02
濃度が検出限界値0.01ppm 容量比以下であるこ
とを示す。第2図で示すように上記反応筒1はその温度
が室温でも十分に活性能を示し高温になる程、活性能は
大きくなる。上記反応筒1の最適温度は被純化ガスによ
り異なるが 第2図のようにN2等の不活性ガスの場合
は高温側に最適値がある。しかし、NH3、C0等は水
素化アモルファスSlとの弱い反応性がある為、300
℃以上になると逆に活性能は減少するので、その為に最
適温度はN2よりも低温側になる。
縦軸KO意の除去率な、又、横軸に純化処理ガス量なと
り両者の関係を反応温度のパラメータにて表わしである
。原料ガスは02を10〜100 ppm 容量比で含
むN2ガスな使用した。ここで02除去率す下記のよう
に定めた。即ち、 100 例えば、O!除去半=100%とは、純化ガス中の02
濃度が検出限界値0.01ppm 容量比以下であるこ
とを示す。第2図で示すように上記反応筒1はその温度
が室温でも十分に活性能を示し高温になる程、活性能は
大きくなる。上記反応筒1の最適温度は被純化ガスによ
り異なるが 第2図のようにN2等の不活性ガスの場合
は高温側に最適値がある。しかし、NH3、C0等は水
素化アモルファスSlとの弱い反応性がある為、300
℃以上になると逆に活性能は減少するので、その為に最
適温度はN2よりも低温側になる。
次に、本装置の水分除去能について説明する。
第3図は純化ガス(原料ガス;露点−60℃のNz)の
露点と上記反応筒1の温度との関係を示す。同図に於い
て、点線は通常、一般に用いられているA型ゼオライト
であり、本発明の水素化7モル7アスStの担体である
。−7j、実線は該A型ゼオライトに上述の方法で被着
形成した水素化アモルファス81−ゼオライト(a−8
i:H)である。両者を比較すると、上記反応管lの温
度が200°0以下では水分除去能に大きな差はないが
、200°0以上になるとA型ゼオライト担体は水分の
除去能が低下し、露点が上昇する。一方、本発明による
純化剤は逆に除去能が増加し露点が室温の時よりも更に
下がると云5m著な差が現われる。従って、水素化7モ
ル77スSl−担体は担体であるゼオライトで脱水して
いるのではなく、水素化アモルファスSiが水分除去に
効果的に作用していることが上述のことより明らかであ
る。
露点と上記反応筒1の温度との関係を示す。同図に於い
て、点線は通常、一般に用いられているA型ゼオライト
であり、本発明の水素化7モル7アスStの担体である
。−7j、実線は該A型ゼオライトに上述の方法で被着
形成した水素化アモルファス81−ゼオライト(a−8
i:H)である。両者を比較すると、上記反応管lの温
度が200°0以下では水分除去能に大きな差はないが
、200°0以上になるとA型ゼオライト担体は水分の
除去能が低下し、露点が上昇する。一方、本発明による
純化剤は逆に除去能が増加し露点が室温の時よりも更に
下がると云5m著な差が現われる。従って、水素化7モ
ル77スSl−担体は担体であるゼオライトで脱水して
いるのではなく、水素化アモルファスSiが水分除去に
効果的に作用していることが上述のことより明らかであ
る。
上記の実施例では、7セルフアス形成原料ガスとして5
iHnt使用する場合について説明したが、8 iH4
の代りに81!H6,G@H4,8iF4などな用いる
場合もある。したがって、純化剤は81.Go より任
意に選んだ物質の水素化アモルファス−担体、又は弗化
アモルファス−担体に工業用原料ガスな接触させて、工
業用原料ガス中の微量02と水分を除去することをam
としている。又、担体の材料にゼオライトを使用したが
必ずしもこれに限定されるものではなく、カーボンモレ
キュラーシーブなどの内部表面積が大きく、かつ細孔径
がモノシランなどの7モル7アス形成原料ガスのそれよ
り大きい多孔質担体であって、その細孔内に水素化又は
弗化7モル77スが形成されるような材料であつてもよ
い。純化剤も上述のように、水素化アモルファス−担体
、弗化アモルファスー担体に限らず、これらの混合組成
な有するa−81:H:F−担体、a−8l −Go
: H−担体、a−81−G。
iHnt使用する場合について説明したが、8 iH4
の代りに81!H6,G@H4,8iF4などな用いる
場合もある。したがって、純化剤は81.Go より任
意に選んだ物質の水素化アモルファス−担体、又は弗化
アモルファス−担体に工業用原料ガスな接触させて、工
業用原料ガス中の微量02と水分を除去することをam
としている。又、担体の材料にゼオライトを使用したが
必ずしもこれに限定されるものではなく、カーボンモレ
キュラーシーブなどの内部表面積が大きく、かつ細孔径
がモノシランなどの7モル7アス形成原料ガスのそれよ
り大きい多孔質担体であって、その細孔内に水素化又は
弗化7モル77スが形成されるような材料であつてもよ
い。純化剤も上述のように、水素化アモルファス−担体
、弗化アモルファスー担体に限らず、これらの混合組成
な有するa−81:H:F−担体、a−8l −Go
: H−担体、a−81−G。
:H:F等であっても良い。また加熱ヒーター3は必ず
しもタングステンヒーターや赤外線ランプヒーターであ
る必要はない。反応筒1の材質にガラス、石英などの光
透過材を使用すれば、赤外線ランプ加熱が可能である。
しもタングステンヒーターや赤外線ランプヒーターであ
る必要はない。反応筒1の材質にガラス、石英などの光
透過材を使用すれば、赤外線ランプ加熱が可能である。
赤外線ランプ加熱はタングステンヒーター加熱よりも均
質な水素化アモルファス−担体な作製することができる
。さらに本実施例では、a−81:H−担体のa−81
:Hはモノシランガスの熱分解法で製作したが、熱分解
法に限定されるものでなく、たとえば可視光レーザー、
Hgランプ、Xs などのハρグンランプ光な励起光に
用いた光分解反応であっても良いし、プラズマ励起分解
であっても良い。
質な水素化アモルファス−担体な作製することができる
。さらに本実施例では、a−81:H−担体のa−81
:Hはモノシランガスの熱分解法で製作したが、熱分解
法に限定されるものでなく、たとえば可視光レーザー、
Hgランプ、Xs などのハρグンランプ光な励起光に
用いた光分解反応であっても良いし、プラズマ励起分解
であっても良い。
以上説明したように、本発明は水素化又は弗化7モル7
7ス一担体等を純化剤に用いるものであるから、従来の
金属−担体触媒に較べてつぎの利点がある。
7ス一担体等を純化剤に用いるものであるから、従来の
金属−担体触媒に較べてつぎの利点がある。
■ 酸素、水分等の除去能率が被純化ガスの種類にほと
んど影響されずに然も金属−担体触媒よりも除去能率が
高い。
んど影響されずに然も金属−担体触媒よりも除去能率が
高い。
■ 酸素と水分が同時に同一の純化剤で除去できるため
純化装置がコンパクトで廉価になる。
純化装置がコンパクトで廉価になる。
■ 水分除去能が常温で市販の脱水剤(ゼオライト)よ
り太き(然も高温では更に除去能が増加する。
り太き(然も高温では更に除去能が増加する。
第1図は本発明による純化剤の製造な含む純化装置の一
実施例な示す概略博成図、第2図は本発明による02除
去率と純化処理ガス量との関係な示す線図、第3図は本
発明による純化ガスの露点と反応筒の温度との関係を示
す線図な夫々に表わす。 1・・・反応筒、2・・・担体、3・・・加熱ヒーター
、4・・・容器、5・・・二方弁、6,7・・・二方弁
、8・・・ガス入口、9・・・ガス出口、10・・・温
度調整器を夫々に示す。 (他1名) 第1図
実施例な示す概略博成図、第2図は本発明による02除
去率と純化処理ガス量との関係な示す線図、第3図は本
発明による純化ガスの露点と反応筒の温度との関係を示
す線図な夫々に表わす。 1・・・反応筒、2・・・担体、3・・・加熱ヒーター
、4・・・容器、5・・・二方弁、6,7・・・二方弁
、8・・・ガス入口、9・・・ガス出口、10・・・温
度調整器を夫々に示す。 (他1名) 第1図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、表面積の大きい担体に81.Geより任意に選んだ
物質の水素化又は弗化アモルファスが形成されているこ
とな特徴とする工業用原料ガスの純化剤。 2、担体が外部表面積の大きいもので、その表面に水素
化又は弗化7モル7アスが形成されている特許請求の範
囲第1項記載の工業用原料ガスの純化剤。 3、担体が内部表面積の大きい多孔質からなり、その細
孔内に水素化又は弗化アモルファスが形成されている特
許請求の範囲第1項記載の工業用原料ガスの純化剤。 4、反応筒内に充填した担体にアモルファス形成用原料
ガスを接触させ、熱、光またはプラズマを励起エネルギ
ーとして用いた化学気相反応によって担体上に81.G
・ より任意に選んだ物質の水素化又は弗化7七ルフ7
スを析出、被着させることな特徴とする工業用原料ガス
の純化剤の製造方法。 5、Sl、Ge より任意に選んだ物質の水素化又は弗
化7モル77ス担体に工業用原料ガスな接触させて、工
業用原料ガス中の酸素および水分を除去することな特徴
とする工業用原料ガスの純化剤の使用方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59066453A JPS60209249A (ja) | 1984-04-02 | 1984-04-02 | 工業用原料ガスの純化剤,その製造方法およびその使用方法 |
US06/716,446 US4683125A (en) | 1984-04-02 | 1985-03-27 | Method for purifying an industrial raw material gas and a purifier for use in said method and a method of manufacturing said purifier |
DE19853511919 DE3511919A1 (de) | 1984-04-02 | 1985-04-01 | Verfahren, mittel und vorrichtung zum gasreinigen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59066453A JPS60209249A (ja) | 1984-04-02 | 1984-04-02 | 工業用原料ガスの純化剤,その製造方法およびその使用方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60209249A true JPS60209249A (ja) | 1985-10-21 |
Family
ID=13316204
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59066453A Pending JPS60209249A (ja) | 1984-04-02 | 1984-04-02 | 工業用原料ガスの純化剤,その製造方法およびその使用方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4683125A (ja) |
JP (1) | JPS60209249A (ja) |
DE (1) | DE3511919A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61293527A (ja) * | 1985-05-01 | 1986-12-24 | ユ−ロピアン アトミツク エナジ− コミユニテイ | ガスを超乾燥するための方法 |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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