[发明专利]多通道式化学滤材

说明书

技术领域

本发明涉及滤材，尤其涉及一种由多孔系吸附材直接制作成型出多孔道吸附单体，而把数多孔道吸附单体阵列定位在边框内部的多通道式化学滤材。

背景技术

用于净化空气分子污染物的化学滤材，常见的结构型态如图1所示的瓦楞纸式化学滤材10，其是以瓦楞纸板做为基体，再将吸附材粉末通过结合技术(如浸涂法)附着在瓦楞纸板上；然而，由于前述的瓦楞纸式化学滤材10，其单位体积的吸附材仅约占滤材整体的30％以下，再者其单位体积的重量也较小，也即短时间就会吸附饱和，导致滤材就必须频繁地更换。

其次，极低浓度(数ppt至ppb)的恶臭、有毒及腐蚀性气体污染物，目前主要是以吸收塔、干式洗涤吸附器(dryscrubbing adsorptive)及化学吸附滤材予以去除，且大多有添加化学药剂加强其净化效率，以降低气体中污染物浓度及增加处理量。而物理吸附、化学吸附及化学吸收为去除单元中的主要作用机制；其中，物理吸附为可逆反应，主要以介质表面原有的官能基或孔洞性质进行污染物去除；化学吸附及化学吸收作用则在介质中添加活性物质，使污染物与添加物产生化学反应(例如酸碱中和)，而对于所欲去除的污杂物的去除率及去除量做不同程度的改善。例如以活性碳为载体，将金属盐类含浸在活性碳上可去除二氧化硫及硫化氢，常使用的金属盐类有铬盐、铜盐、银盐等；改质过的活性碳吸附剂对于高浓度的污染物气体具有相当的吸附容量，但其吸附容量会随污染物浓度下降而降低，且当线速度增加时，去除效率及吸附容量都会大幅降低。

再者，一般空气分子的污染物(Airborne molecular contamination，AMC)包括硫化氢、二氧化硫、二甲基硫、氢氟酸、硝酸等有机与无机酸、氨气、甲醛及异丙醇等化合物，大多存在于周围环境中，主要由于交通污染、工地污染、农业污染、动植物氧化分解、生活污染物、工厂排放、空气气体置换等因素所造成。而近来，国际间对于环保议题及工业安全卫生及高科技厂洁净室分子污染物净化的日益重视，考虑工业废气对环境及劳工以至于一般大众身体产生的危害，故对于工业废气排放标准日趋严格，国内外法规都已制定出相关的浓度及臭味的排放标准。

另一方面，近来高科技厂的高阶制程对于含硫化合物等有机与无机酸或碱及低沸点有机化合物等难处理的分子污染物，在外气引入洁净室前的净化程度要求愈为严苛；例如在半导体晶圆制造厂及TFT-LCD面板光电制造业面板制程中，去光阻程序(stripping process)所使用的去光阻剥离液(stripper)，主要成分为高沸点且几乎完全溶于水的有机化合物，包括单乙醇胺(MEA)、二甲基亚砜(DMSO)以及乙二醇单丁醚(BDG)等；而在去光阻制程中，去光阻剂中的二甲基亚砜虽然是一种高沸点水溶性而且挥发性低的液体，但在处理过程中，极容易形成低沸点且恶臭的二甲基硫(dimethyl sulfide，DMS)和二甲基二硫(dimethyl disulfide，DMDS)的气态污染物。然而，以传统吸附法、冷凝法及吸收法并无法完全去除低沸点及低水溶性的DMS与DMDS，而且其在低浓度下即会产生恶臭，极易影响厂房周围生活环境而引发民众抗议，同时也影响到厂房周围其他高科技厂高阶制程的产品良率。另因DMS的性质与一般含硫气态分子污染物不太相同，DMS虽也属于与甲硫醇等性质相似的有机硫化物，但因其酸碱性质不明显且分子较小，性质与硫化氢较接近但更不容易被氧化，故相当不易处理；若欲在常温下将DMS分解，几乎是不可能的事，仅能将其吸附去除或氧化转化成较易吸附的化合物。

还有，空气中常见的含硫气态分子污染物为硫化氢和二氧化硫，去除的方式一般以强氧化剂如高锰酸钾等为主，其反应机制如下：

二氧化硫去除反应机制

3SO₂+2KMnO₄+4KOH→3K₂SO₄+2MnO₂+2H₂O

MnO₂+SO₂+2KOH→K₂SO₄+MnO+H₂O

MnO+O₂→2MnO₂

硫化氢去除反应机制

3H₂S+2KMnO₄→3S+2MnO₂+2KOH+2H₂O