テトラメトキシシランの加水分解による微粉シリカ合成に及ぼす装置形状とガス混合の影響 Effect of Reactor Shape and Gas Mixing on Gas Phase Production of Fine SiO_2 Particles by Hydrolysis of Tetramethoxysilane

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著者

    • 小島 紀徳 KOJIMA Toshinori
    • 成蹊大学理工学部 物質生命理工学科 Department of Materials and Life Science Faculty of Science and Technology Seikei University
    • 舘 健悟 TACHI Kengo
    • 成蹊大学理工学部 物質生命理工学科 Department of Materials and Life Science Faculty of Science and Technology Seikei University
    • 境 純一 [他] SAKAI Jun-ichi
    • 成蹊大学理工学部 物質生命理工学科 Department of Materials and Life Science Faculty of Science and Technology Seikei University
    • 加藤 茂 KATO Shigeru
    • 成蹊大学理工学部 物質生命理工学科 Department of Materials and Life Science Faculty of Science and Technology Seikei University
    • 里川 重夫 SATOKAWA Shigeo
    • 成蹊大学理工学部 物質生命理工学科 Department of Materials and Life Science Faculty of Science and Technology Seikei University

抄録

高純度微粉シリカは半導体産業などで広く使われている.著者らは,前報でテトラメトキシシラン(TEMS)の気相加水分解でシリカの微粉生成が可能であることを示した.本論文では,装置形状,粒子性状特に粒径に与える影響について調べた結果を報告する.<br>Type 1–3の3種類の形状の異なる反応器を用いた.Type 1は前報で用いられたものであり,TEMSは水蒸気とともに反応器上部より同方向に流入し,加熱されながら反応する.一方,Type 2および3では,TEMSは装置下方より流入,加熱された水蒸気と混合される.Type 3ではType 2に比べ水の導入管は短く,混合部温度はより高温である.<br>平均粒子径はType 1, 2, 3の順に小さくなった.この結果から,水蒸気共存下でTEMSを急速に加熱することによってより小さい微粉粒子が生成することが示された.この条件下では異相反応による粒子成長が抑えられ,核生成反応のみが加速されたものと考えられる.このように反応器形状を変えることでガス混合条件を変え,ひいては水蒸気共存下でのTEMSの加熱条件が変わり,生成シリカ粒子の平均粒径が変わったものと考えられる.

The pure and fine silica particles are widely used in the semiconductor industries. In our previous paper, the authors have demonstrated that production of fine silica powder is possible by gas phase hydrolysis of tetramethoxysilane (TEMS). In this paper, we report the effect of the shape of reactor and operational condition, such as mixing condition and temperature on conversion of the reaction and properties especially particle diameter of produced silica fine particles.<br>The different shapes of reactors named as Type 1, Type 2, and Type 3, were tested. In Type1, H<sub>2</sub>O and TEMS were introduced cocurrently and heated in the reactor. On the other hand, in Types 2 and 3, TEMS introduced from the top was vigorously mixed, at relatively upper and rather vicinity of the center parts respectively, with heated H<sub>2</sub>O introduced from the bottom through the center part of the reactor. Thus TEMS is mixed with more heated water in case of Types 2 and 3 than Type 1. Type 3 has a shorter water introduction pipe and TEMS and H<sub>2</sub>O are mixed at higher temperature than Type 2.<br>The average diameters were decreased as the order of Type 1, Type 2 and Type 3. It was demonstrated that smaller fine particles were produced by rapid heating of TEMS under coexistence of water vapor. Under the condition, only nucleation reaction is expected to be accelerated, by suppressing particle growth through heterogeneous reaction. The mixture condition of the gas leading to the heating condition of TEMS with water vapor could be changed by changing the shape of reactor, which resulted in the change in averaged diameter of the produced silica particles.

収録刊行物

  • 化学工学論文集  

    化学工学論文集 34(2), 261-265, 2008-03-20 

    The Society of Chemical Engineers, Japan

参考文献:  2件

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各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10021110714
  • NII書誌ID(NCID)
    AN00037234
  • 本文言語コード
    JPN
  • 資料種別
    ART
  • ISSN
    0386216X
  • NDL 記事登録ID
    9435456
  • NDL 雑誌分類
    ZP5(科学技術--化学・化学工業--化学工学)
  • NDL 請求記号
    Z17-725
  • データ提供元
    CJP書誌  NDL  J-STAGE 
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