[发明专利]用于磷烷砷烷剧毒气体金属离子的取样系统及其取样方法

说明书

本发明公开一种磷烷砷烷剧毒气体金属离子的取样系统及其取样方法，通过该取样装置，对于磷烷砷烷等剧毒气体中金属离子，可以做到安全取样，该装置由氮气置换吹扫装置、调压装置、流量控制装置、针阀、三级串联的吸收装置、及带颜色指示功能的尾气处理装置组成，整套装置在生物洁净柜内运行，最大程度避免通风橱内外界环境干扰，同时因砷烷磷烷剧毒、易燃易爆，EP级别洁净面板、超高纯氮气及真空装置是标准配置，同时针对该装置进行压力流量等安全性测试，首次实现磷烷砷烷等剧毒气体金属离子安全取样操作。

技术领域

本发明涉及磷烷砷烷剧毒气体处理技术领域，特别涉及用于磷烷砷烷剧毒气体金属离子的取样系统及其取样方法。

背景技术

6N5光电级高纯磷烷砷烷中金属离子作为深能级杂质在大功率激光器外延生长过程对器件性能有明显影响，需要严格控制金属离子含量，国外产品指标中重点监控了Ga、Pt、Li、Mg、Mn、Mo、Na、Ni、Pd、Sb、Se、Si、Sn、Zn、Ge等15种元素，但对金属离子分析检测方法一直处于保密。砷烷磷烷属于剧毒、易燃易爆气体，尤其对于磷烷爆炸极限1.3-98％，稍有不慎对于整个过程都是重大安全事故。同时砷烷磷烷水溶性极差且具有强还原性，而金属离子的吸收通常借助弱酸溶液，采取过氧化氢的稀酸溶液对于整个体系的安全风险都超出可控范围。因此，探索稳定的流速，缓慢的溶解，安全处理磷烷砷烷金属离子取样是技术难点，也是产品核心控制参数，为此，我们提出用于磷烷砷烷剧毒气体金属离子的取样系统及其取样方法。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了用于磷烷砷烷剧毒气体金属离子的取样系统及其取样方法，解决上述背景技术中存在的技术问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

本发明公开了一种磷烷砷烷剧毒气体金属离子的取样系统及方法。该装置由氮气吹扫置换装置、调压装置、流量控制装置、针阀、三级串联的吸收装置、及带颜色指示功能的尾气处理装置组成，整套装置在生物洁净柜内运行，最大程度避免通风橱内外界环境干扰，通过该取样装置，对于磷烷砷烷等剧毒气体中金属离子，可以做到安全取样。

本发明优选高纯氮气作为工艺吹扫置换气体，优选的吹扫置换时间为吸收前15min和吸收后15min，能确保体系中溶解氧到ppm级别，磷烷砷烷不燃爆。

本发明优选的调压装置能够满足磷烷砷烷在0-1atm(表压)准确调控，更有选为0.3-0.5atm进样压力。

本发明优选的流量控制装置可以控制磷烷砷烷在10-100ml/min稳定流速，更优选为30-60ml/min，并可以准确计量。

本发明优选的流量控制装置可以为热式流量计或者科式流量计，不能采取浮子流量计。

本发明优选的吸附装置为三级吸收装置，能够保证在优选的流速范围内金属离子完全吸收。针对磷烷中金属离子检测本发明优选的吸收液为2％的高纯稀硝酸；针对砷烷中金属离子检测，本发明优选的吸收液为15％稀硝酸。

本发明优选的尾气处理装置为一种指示功能的尾气处理装置，当ppb级别磷烷砷烷出现穿透，颜色从天蓝色变成黑色，颜色可采用指示灯显示，尾气处理装置中采用现有的砷烷/磷烷监测报警仪。

(三)有益效果

在本专利中通过氮气吹扫置换装置、调压装置、质量流量控制装置、针阀、三级串联的吸收装置、及带颜色指示功能的尾气处理装置组成，控制砷烷磷烷以小流量通过稀酸体系，砷烷磷烷不考虑100％吸收，但磷烷砷烷中金属离子最大程度溶于稀酸溶液，而未能反应的砷烷磷烷通过串联的尾气处理装置吸收，是安全有效的取样方式，也是在国内首次实现磷烷砷烷等剧毒、易燃易爆气体金属离子取样。

附图说明