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05
2026
-
06
AM:半导体气体纯化新突破：HIAM-344 MOF实现C₃F₆/C₃F₈分离
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研究背景
全氟丙烷（C₃F₈）是半导体制造中不可或缺的等离子蚀刻和腔体清洗气体，其电子级纯度要求高于99.999%。然而，工业上C₃F₈主要通过六氟丙烯（C₃F₆）氟化合成，不可避免地残留痕量C₃F₆。即使是ppm级别的C₃F₆杂质，也会严重降低蚀刻精度和器件可靠性。由于C₃F₆和C₃F₈在分子尺寸、极性和沸点等物理化学性质上*为相似，传统低温精馏分离方法能耗高、投资大、工艺复杂。因此，亟需开发常温下*、低能耗的替代分离技术。
基于多孔材料的吸附分离是一种有前景的低碳方案。但由于两种气体的全氟化特性显著削弱了主客体相互作用，传统吸附剂（如活性炭、沸石）通常吸附容量和选择性有限。金属有机框架材料（MOF）因其结构可调性，在氟碳气体分离中展现出潜力，但实现高C₃F₆吸附容量（尤其在低压下）并*排除C₃F₈仍是挑战。分子筛分策略通过*匹配的孔道尺寸，理论上可实现选择性吸附，但氟碳气体之间的亚埃级尺寸差异要求*高的孔道精度，且过度的空间限域可能阻碍扩散。
本文摘要
全氟丙烷（C₃F₈）的纯化依赖于选择性去除痕量全氟丙烯（C₃F₆），由于它们相似的物理化学性质，这仍然是一项挑战。在此，报道了一种刚性的铝基 MOF，HIAM-344，它具有硝酸根调控的窄孔窗和大空腔，能够同时实现 C₃F₆/C₃F₈ 的分子筛分和低压下高 C₃F₆ 吸附。HIAM-344 在 298 K 和 1 bar 下表现出创纪录的 78.8 cm³ g⁻¹ 的 C₃F₆ 吸附量，并在 0.01 bar 的低压下保持了 59.2 cm³ g⁻¹ 的非常高的容量。动态 breakthrough 实验证明了 C₃F₆ 和 C₃F₈ 的完全分离，以及电子级 C₃F₈（> 99.999%）的直接生产。计算研究表明，*的分离性能源于协同的尺寸和形状识别，以及有利的吸附质-吸附剂相互作用。
原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/NbQMQJWFvtXHE4Q0JuNg6g
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