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Dokumentenidentifikation DE19842667A1 15.04.1999
Titel Einfangverfahren, Einfangapparatur und darin verwendetes Einfangelement
Anmelder Kabushiki Kaisha Toshiba, Kawasaki, Kanagawa, JP
Erfinder Nomaki, Tatsuo, Fujisawa, Kanagawa, JP;
Amemiya, Kumiko, Yokohama, Kanagawa, JP;
Kozuka, Shoji, Kawasaki, Kanagawa, JP
Vertreter HOFFMANN · EITLE, 81925 München
DE-Anmeldedatum 17.09.1998
DE-Aktenzeichen 19842667
Offenlegungstag 15.04.1999
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.04.1999
IPC-Hauptklasse G01N 30/00
IPC-Nebenklasse G01N 30/96   
Zusammenfassung Offenbart werden ein Verfahren und eine Apparatur zum Einfangen einer sauren oder basischen Zielsubstanz in Gas unter Herstellung einer diese enthaltenden Flüssigkeit sowie ein darin verwendetes Einfangelement. Das Gas wird mit einer festen Schicht eines Einfangagenses, das Basizität oder Azidität hat, unter Bildung eines Salzes mit einer Zielsubstanz in Kontakt gebracht; dadurch wird die Zielsubstanz in dem Gas an dem Einfangagens gesammelt. Das Salz wird mit einem ersten Extraktionsmittel extrahiert und mit einem Adsorptionsmittel, das die Zielsubstanz durch Ionen-Adsorption adsorbieren kann, in Kontakt gebracht; dadurch wird die Zielsubstanz von dem Einfangagens getrennt und an dem Adsorptionsmittel adsorbiert. Die von dem Adsorptionsmittel adsorbierte Zielsubstanz wird mit einem zweiten Extraktionsmittel extrahiert, dadurch wird das zweite Extraktionsmittel, das die Zielsubstanz enthält, erhalten. Das Einfangagens wird von einem porösen Filter aus hydrophil behandeltem Fluorkunststoff getragen.

Beschreibung[de]
Fachgebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Einfangen von sauren oder basischen Substanzen, die in einem Gas wie z. B. der Atmosphäre, usw. enthalten sind, unter Herstellung einer Probe zur Analysierung, auf eine Einfangapparatur zur Durchführung des Einfangverfahrens sowie auf ein darin verwendetes Einfangelement.

Stand der Technik

Es ist bekannt, daß die basischen Verbindungen wie z. B. Ammoniak, Amin und dgl. zu einer Art von schlecht riechenden Substanzen gehören, die oft in der Atmosphäre enthalten sind; ihr Geruch ist als Geruch von faulen Fischen usw. bekannt. Der Geruch von Aminen, der aus Fabriken, die Fischgedärme und Knochen verarbeiten, oder chemischen Fabriken ausgestoßen wird, verursacht ernste Probleme; eine Reinigung der Umgebungsatmosphäre wurde verlangt. Zu diesem Zweck ist es notwendig, daß die Technologie zum Einfangen und Analysieren von Ammoniak und Aminen in der Luft festgelegt wird.

Andererseits ist es bei einem Verfahren zur Herstellung von Ultra-LSI wesentlich, die Technologie zum Steuern und Kontrollieren von Verunreinigungsgasen in einem Reinraum festzulegen. Eine Analyse von anorganischen Ionen wendet die Technik eines Einfangens von ionischen Komponenten aus der Luft in ultrareines Wasser mit Hilfe eines Impingers oder dgl. und anschließendes Analysieren derselben durch Ionenchromatographie (IC) an. Allerdings wurde gezeigt, daß eine Verunreinigung der Atmosphäre mit einer Spurenmenge organischem Material, was bisher als nicht wichtig erachtet wurde, der Grund für verschiedene Fehler in Halbleitervorrichtungen und für die Reduzierung der Ausbeute im Herstellungsverfahren für Ultra-LSI ist; und so wird derselbe Empfindlichkeitsgrad zum Nachweis organischer Materialien wie beim Nachweis anorganischer Materialien gewünscht. Es wurde insbesondere gezeigt, daß Ammoniak als ionische organische Verbindung und Amine wie z. B. Alkanolamin, aliphatisches Amin, aromatisches Amin, usw. hochreaktiv sind, was Schwierigkeiten verursacht, beispielsweise ein Hindernis bei der Resisthärtung im Lithographieschritt ist. Daher wird die Entwicklung des Verfahrens zum Analysieren derselben besonders wichtig.

Es wird angenommen, daß eine Kontamination eines Reinraums mit Ammoniak aus der Außenluft, dem Waschen von Wafern, Ausgangsgasen einer chemischen Bedampfungsbehandlung (CVD), usw. herrührt. Was die Amine angeht, so wird angenommen, daß sie von Komponenten, die in Zusatzstoffen enthalten sind, welche in Boilerwasser für einen Reinraum verwendet werden, oder aus Komponenten, die vom menschlichen Körper erzeugt werden, herrühren. Ammoniak und diese Amine sind einer der Faktoren bei der Reduzierung der Ausbeute im Halbleiter-Herstellungsverfahren.

Als herkömmliches Einfangverfahren, das auf die Analyse von Ammoniak und Aminen gerichtet ist, wurde ein Impinger/reines Wasser-Einfangverfahren (dieses wird der Einfachheit halber als "Impinger-Verfahren" bezeichnet) oder ein Filter-Adsorptionsverfahren, bei dem Luft durch einen mit Schwefelsäure beschichteten Filter geleitet wird, verwendet. Bei dem Impinger-Verfahren wird allerdings ultrareines Wasser in einer Menge von 100 ml oder mehr verwendet, um so den Einfanggrad zur erhöhen, was allerdings ziemlich schwer für die Messung zu kondensieren ist. Bei dem Filteradsorptionsverfahren wird dagegen der Filter nach dem Einfangen aus einer Halterung entfernt und dann durch Eintauchen in eine ausreichende Menge Lösungsmittel (10 ml bis 20 ml im Fall eines Filters mit einem Durchmesser von 5 cm) einer Extraktion in einem Becherglas unterworfen, worauf eine Analyse in einem Analysator folgt. Dabei ist zu befürchten, daß eine Kontamination aus der Luft oder dem Behälter während dieses Vorgangs auftreten kann; es ist daher zur Verwendung als Nachweisverfahren hoher Empfindlichkeit für eine Spur gasförmigen Materials problematisch.

Als Apparatur, durch die eine solche Kontamination während des Betriebs verringert und jeder Arbeitsvorgang automatisiert werden kann, wird eine Apparatur offenbart, in der ein Diffusions-Scrubber-Verfahren unter Verwendung einer gasdurchlässigen Membran und Ionen-Chromatographie vereinigt sind (japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 8-54380). Diese Apparatur kann verwendet werden, um Ammoniak alle 20 min in 0,1 ppb-Konzentrationen zu kontrollieren.

Allerdings liegen Ammoniak und Amine, die in Luft enthalten sind, oft in Form von Partikeln oder Dunst vor, nachdem sie mit sauren Substanzen (z. B. Salzsäure) in der Luft reagiert haben; in dieser Hinsicht ist das Diffusions-Scrubber-Verahren aufgrund seines Mechanismus nicht fähig, solche Partikel oder Dunst einzufangen. Wenn gleichzeitig eine Messung nach dem Impinger-Verfahren und eine nach dem Diffusions-Scrubber-Verfahren an derselben Stelle durchgeführt wird, sind dementsprechend die Mengen der nachgewiesenen Materialien beim Impinger-Einfangverfahren oft höher als die beim Diffusions-Scrubber-Verfahren. Unter diesen Umständen ist es nicht möglich, die Mengen an Ammoniak und Amin nur nach dem Diffusions-Scrubber-Verfahren genau zu bestimmen. Das Ergebnis ist, daß das Diffusions-Scrubber-Verahren in Kombination mit dem Impinger-Verfahren angewendet werden muß.

Seit kurzem besteht ein weiterer Bedarf für die Analyse von Luft in einem sehr kleinen Kasten (etwa 15 cm × 15 cm × 15 cm), der aus einem Komponentenmaterial geformt ist, um die Gasmenge, die von dem Komponentenmaterial gebildet wird, zu messen. Allerdings gibt es das Problem, daß der Impinger und der Diffusions-Scrubber zu groß sind, um zum Einfangen des vom Material erzeugten Gases in einen kleinen Kasten eingeführt zu werden.

Die primäre Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, die Probleme des Standes der Technik, wie sie oben beschrieben sind, zu lösen und ein neues Einfangverfahren, das eine hochempfindliche Analyse von Verbindungen, die in Gasen wie z. B. der atmosphärischen Luft, usw., enthalten sind, ermöglicht, eine Einfangapparatur zur Durchführung des Einfangverfahrens und ein darin verwendetes Einfangelement bereitzustellen.

Um die oben genannte Aufgabe zu lösen, umfaßt ein Einfangverfahren zum Einfangen einer Zielsubstanz, die Azidität oder Basizität hat und im Gas enthalten ist, unter Herstellung einer Flüssigkeit, die die Zielsubstanz enthält, gemäß der vorliegenden Erfindung:

  • - erstes In-Kontakt-Bringen des Gases mit einer festen Schicht eines Einfangagenses, das Basizität oder Azidität hat, unter Bildung eines Salzes mit der Zielsubstanz, wodurch die Zielsubstanz in dem Gas an dem Einfangagens gesammelt wird;
  • - erstes Extrahieren des Salzes mit einem ersten Extraktionsmittel;
  • - zweites In-Kontakt-Bringen des ersten Extraktionsmittels, das das Salz enthält, mit einem Adsorptionsmittel, das die Zielsubstanz durch Ionen-Adsorption adsorbieren kann, wodurch die Zielsubstanz von dem Einfangagens getrennt und an dem Adsorptionsmittel adsorbiert wird; und
  • - zweites Extrahieren der Zielsubstanz, die durch das Adsorptionsmittel adsorbiert ist, mit einem zweiten Extraktionsmittel, wodurch das zweite Extraktionsmittel, das die Zielsubstanz enthält, erhalten wird.

Eine Apparatur zum Einfangen einer Zielsubstanz, die Azidität oder Basizität hat und in dem Gas enthalten ist, unter Herstellung einer Flüssigkeit, die die Zielsubstanz enthält, umfaßt:

  • - ein erstes Einfangelement, das eine feste Schicht eines Einfangagenses, das Basizität oder Azidität hat, zur Bildung eines Salzes mit der Zielsubstanz, die in dem Gas enthalten ist, und einen Träger zum Tragen des Einfangagenses umfaßt;
  • - eine erste Extraktionsmittel-Zuführungs-Einheit zum Zuführen eines ersten Extraktionsmittels zu dem ersten Einfangelement zur Extraktion des Salzes, das im ersten Einfangelement gebildet wird;
  • - ein zweites Einfangelement zum Einfangen der Zielsubstanz durch Ionen-Adsorption aus dem Salz, das in das erste Extraktionsmittel extrahiert wurde;
  • - eine zweite Extraktionsmittel-Zuführungs-Einheit zum Zuführen eines zweiten Extraktionsmittels zu dem zweiten Einfangelement zum Extrahieren der Zielsubstanz, die durch das zweite Einfangelement adsorbiert wurde, um sie aus dem zweiten Einfangelement zu separieren.

Ein Einfangelement, das zum Einfangen einer Zielsubstanz, die Basizität hat und im Gas enthalten ist, unter Herstellung einer Flüssigkeit, die die Zielsubstanz enthält, gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, umfaßt: einen Träger aus einem hydrophil behandelten Fluor-Kunststoff und ein Einfangagens, das Azidität hat, um ein Salz mit der Zielsubstanz unter Einfangen der Zielsubstanz zu bilden, wenn das Gas dem Einfangelement zugeführt wird, wobei das Einfangagens in einer Menge von 1,5 bis 15 mg/l cm3 des Träger auf dem Träger fixiert ist.

Die oben beschriebene Einfangapparatur kann mit einer Steuerungseinheit zur automatischen Steuerung und gleichzeitigen Datenverarbeitung ausgestattet sein, wobei Daten von einem Detektor analysiert werden, die von einer Probenlösung, welche von der Einfangapparatur hergestellt wird, erhalten werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Merkmale und Vorteile des Einfangverfahrens, der Einfangapparatur und des darin verwendeten Einfangelements der vorliegenden Erfindung gegenüber dem Stand der Technik werden aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zusammen mit den beigefügten Zeichnungen verständlicher, wobei in allen Figuren die gleichen Bezugszeichen dieselben oder entsprechende Elemente oder Abschnitte bezeichnen;

Fig. 1 ist ein schematisches Blockdiagramm, das eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einfangapparatur zeigt; Fig. 2 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel einer Kartusche, die als das erste Einfangelement in der Einfangapparatur von Fig. 1 verwendet wird, zeigt;

Fig. 3 ist ein schematisches Blockdiagramm, das eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einfangapparatur zeigt;

Fig. 4 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel für die Kartusche zeigt, die in der Einfangapparatur von Fig. 3 als eine Kombination des ersten und des zweiten Einfangelements verwendet wird.

Fig. 5 ist eine schematische Darstellung, die ein weiteres Beispiel des ersten Einfangelements zeigt, das in der Einfangapparatur von Fig. 1 anwendbar ist;

Fig. 6 ist eine schematische Darstellung, die ein weiteres Beispiel des ersten Einfangelements zeigt, das in der Einfangapparartur von Fig. 1 verwendbar ist;

Fig. 7 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Verfahrens, das in den Beispielen angewendet wird; und

Fig. 8 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Menge an Weinsäure in dem ersten Einfangelement und der Ausbeute an Ammoniak, die aus dem Gas eingefangen wird, zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

In einem Verfahren, das in Fällen verwendet wird, wo Ammoniak oder dgl. durch Ionen-Chromatographie analysiert wird, wird eine Extraktlösung einer eingefangenen Komponente in eine Apparatur zur Ionen-Chromatographie eingeführt und dann durch eine eingebaute Konzentrierungssäule im Hauptteil der Apparatur konzentriert; danach wird die gesammelte und konzentrierte Komponente mit einem Detektor nachgewiesen. Bei einem derartigen Verfahren gibt es Nachteile; beispielsweise eine große Kontaminationsmenge im Extraktionsschritt und eine lange Zeit, die für den Konzentrierungsschritt notwendig ist, da die verwendete Menge der Extraktlösung wegen des langen Wegs in das Innere des Konzentrators erhöht ist. Obgleich auch eine automatische Injiziereinheit, die einen Konzentratkor aufweist, zur Durchführung einer Konzentrierung außerhalb der Apparatur zur Ionen-Chromatographie im Handel erhältlich ist, ist dies ein System, bei dem die Probe in Form einer Extraktlösung gelagert und während des automatischen Injizierschritts konzentriert wird; es treten die gleichen Nachteile auf wie bei dem Fall, wo der Konzentrator im Inneren der Einheit zur Ionen-Chromatographie enthalten ist.

In der vorliegenden Erfindung werden geeigneterweise zwei Typen von Einfangelementen verwendet, d. h. ein erstes Einfangelement und ein zweites Einfangelement. Das erste Einfangelement ist ein Element, das einen Träger, vorzugsweise einen durchlässigen Körper oder einen porösen Träger und ein Einfangagens zum Einfangen einer Zielkomponente, d. h. einer sauren oder basischen Substanz in der Luft in Form von Gas, Dunst oder feinen Partikeln umfaßt. Das Einfangagens ist eine Verbindung, die eine feste Phase bildet und von dem Träger oder dem porösen Träger getragen wird oder an diesem fixiert ist. Das zweite Einfangelement ist ein Element zur Herstellung einer Probe, in der die Zielverbindung, die durch das erste Einfangelement eingefangen wurde, in einer kleinen Menge Flüssigkeit enthalten ist. Das Einfangagens des ersten Einfangelements bildet mit der Zielkomponente, die aus der Luft eingefangen wird, ein Salz, wodurch diese gesammelt wird; bei Kontakt mit einem Elutionsmittel zum Auflösen des Salzes werden die eingefangene Zielkomponente und das Einfangagens in das Eluat extrahiert und von dem porösen Träger entfernt. Das zweite Einfangelement dient zum Sammeln der eingefangenen Zielkomponente durch Ionen-Adsorption und bildet kein Salz.

Bei diesem Aufbau wird durch Verwendung eines festen Einfangagenses mit hervorragendem Einfangvermögen die gesamte Menge der eingefangenen Zielkomponente in einfacher Weise in einer geringen Menge Flüssigkeit konzentriert; die zwei Typen der Einfangelemente, in denen die Zielkomponente eingefangen, extrahiert und konzentriert wird, sind nah beieinander angeordnet, wodurch die Menge des Elutionsmittels, das beim Einfangen, Extrahieren und Konzentrieren verwendet wird, reduziert wird. Beispielsweise kann die Menge an reinem Wasser, die bei der Analyse von Ammoniak durch die vorliegende Erfindung eingesetzt wird, auf etwa 1 bis 2 ml oder weniger reduziert werden, was 1/10 des im Stand der Technik verwendeten Volumens ist; die vorliegende Erfindung ist daher bei einer hochempfindlichen Analyse mit geringem Untergrund durchführbar. Durch Verwendung eines Computers ist auch eine automatische Analyse durchführbar.

Wenn ein saures Einfangagens als Einfangagens des ersten Einfangelements verwendet wird, werden basische Substanzen wie z. B. Ammoniak, Amin usw. aus der Luft eingefangen, und wenn ein basisches Einfangagens verwendet wird, werden saure Substanzen eingefangen. Ein Einfangagens, das bei Normaltemperatur fest ist, wird bevorzugt verwendet, da es im Hinblick auf Stabilität, Flüchtigkeit usw. bei Normaltemperatur nicht flüchtig sein sollte. Beispielsweise umfaßt das vorteilhafte saure Einfangagens zum Einfangen von basischen Zielsubstanzen Phosphonsäure, Perchlorsäure, Weinsäure, Borsäure, Oxalsäure, Adipinsäure, Chinaldinsäure, Zitronensäure, Zimtsäure, Bernsteinsäure, Fumarsäure, Maleinsäure, Malonsäure, Mandelsäure, Äpfelsäure und dgl. Essigsäure, Ameisensäure usw., die einen niedrigen Siedepunkt haben, sind wegen ihres kurzen Lebens und einer möglichen Luftverschmutzung durch ihre Verdampfung in die Luft nicht geeignet. Die Zielsubstanzen, die durch derartige saure Einfangagensien eingefangen werden können und die basische Verbindungen sind, umfassen Ammoniak, primäres Amin, sekundäres Amin, tertiäres Amin, quaternäres Amin, Natriumsalze, Kaliumsalze und dgl. In der vorliegenden Erfindung können nicht nur Amine, die bei Normaltemperatur und Normaldruck flüssig oder fest sind, sondern auch Amine, die in der Luft einen Dampfdruck haben oder in Form von Dunst vorliegen, eingefangen werden. Das primäre Amin beinhaltet gesättigte aliphatische primäre Amine wie z. B. Methylamin, Ethylamin, Propylamin, usw.; ungesättigte aliphatische primäre Amine wie z. B. Arylamin, usw.; und aromatische primäre Amine wie z. B. Anilin, usw. Das sekundäre Amin umfaßt gesättigte aliphatische sekundäre Amine wie z. B. Dimethylamin, Diethylamin, usw.; ungesättigte aliphatische sekundäre Amine wie z. B. Diallylamin, usw.; und aromatische sekundäre Amine wie z. B. Methylanilin, usw. Das tertiäre Amin beinhaltet Trimethylamin, Triethylamin, Methylpiperidin, usw.; und das quaternäre Amin beinhaltet Benzyltrimethylammoniumchlorid, usw. In der vorliegenden Erfindung ist es möglich, alle basischen Verbindungen in der Luft im Bereich von Ammoniak bis zu primärem Amin, sekundärem Amin, tertiärem Amin, quaternärem Amin, Natriumsalzen und Kaliumsalzen einzufangen.

Das basische Einfangagens zum Einfangen einer sauren Zielsubstanz ist ein Alkalimetallhydroxid, vorzugsweise Kaliumhydroxid und Calciumhydroxid; die Zielsubstanzen dieses Falls umfassen Salzsäure, Fluorwasserstoffsäure und organische Säuren, beispielsweise Essigsäure, Milchsäure, Ameisensäure usw.

Für den Träger oder den porösen Träger zum Tragen der oben beschriebenen Einfangagensien wird vorzugsweise ein poröser Filter, durch den Gase gehen, verwendet; Fluorkunststoffharze sind als Material für diesen porösen Träger hervorragend. Die Fluorkunststoffharze umfassen Polytetrafluorethylen (PTFE), Tetrafluorethylen-Perfluoralkylvinylether-Copolymer (PFA), Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Copolymer (FEP), Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Perfluoralkylvinylether-Copolymer (EPE), Tetrafluorethylen-Ethylen-Copolymer (ETFE), Polychlortrifluorethylen (PCTFE), Chlortrifluorethylen-Ethylen-Copolymer (ECTFE), Polyvinylidendifluorid (PVDF), Polyvinylfluorid (PVF) und dgl. Da diese Fluorkunststoffharze hervorragende chemische Beständigkeit aufweisen, sind sie gegenüber Säurebeschichtung und wiederholter Extraktion mit organischem Lösungsmittel resistent; daher gibt es wenig Verunreinigungen. Allerdings haben diese Harze auf Fluorbasis im allgemeinen ein stark wasserabweisendes Verhalten. Dementsprechend sollte die Oberfläche des porösen Trägermaterials, das aus dem Fluorkunststoffharz besteht, hydrophil gemacht werden, so daß das Einfangagens sowohl mit der eingefangenen Zielsubstanz wie auch mit dem Elutionsmittel leicht in Kontakt treten kann.

Um dem porösen Trägermaterial aus Fluorkunststoffharz hydrophile Eigenschaften zu verleihen, ist es möglich, ein Verfahren des Eintauchens des Trägermaterials in eine wäßrige Lösung aus NaAl(OK)4 mit anschließender Bestrahlung mit ArF- Laser oder eine Niedertemperatur-Plasmabehandlung anzuwenden. Alternativ können ein chemisches Aktivierungsverfahren eines Eintauchens in eine Lösung eines Alkalimetalls in einem organischen Lösungsmittel, ein Verfahren des Eintauchens in ein Netzmittel, z. B. Polyvinylpyrrolidon oder dgl., angewendet werden.

Die Art der Bildung einer Schicht aus dem sauren Einfangagens an der Oberfläche des porösen Trägermaterials, das, wie es oben beschrieben wird, hydrophil gemacht wurde, beinhaltet z. B. ein Verfahren, das ein Leiten einer Lösung des obigen sauren Einfangagenses durch das poröse Trägermaterial oder Tropfen der Lösung des Agenses auf das Trägermaterial oder Eintauchen des Trägers in die Lösung des Agenses, gefolgt von einer Entfernung des Lösungsmittels unter reduziertem Druck, durch Erwärmen oder durch Spülen mit Gas. Das Lösungsmittel, das zur Bildung der Schicht aus dem Einfangagens verwendet werden kann, beinhaltet Wasser, Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol, Aceton, Acetonitril, Tetrahydrofuran, Chloroform, Dichlormethan, Dichlorethan, usw.; in Anbetracht der Löslichkeit von Säuren und der niedrigen Siedepunkte von Lösungsmitteln ist Methanol am geeignetesten. Im Fall des basischen Einfangagenses kann in entsprechender Weise eine Schicht ausgebildet werden, und das hier verwendete Lösungsmittel ist vorzugsweise Wasser, Methanol, Ethanol und dgl.

Wenn eine Schicht eines sauren Einfangagenses auf dem obigen poröse Träger gebildet werden soll, wird das Einfangvermögen des sauren Einfangagenses in wirksamer Weise durch Einstellen seiner Menge auf etwa 1,5 bis 15 mg/l cm3 des Harzes, das den porösen Träger bildet, bewiesen. Wenn die Menge des Einfangagenses weniger als 1,5 mg/cm3 ist, ist es wegen der zu geringen Menge schwierig, basische Verbindungen in der Luft vollständig einzufangen. Wenn die Menge des Einfangagenses 15 mg/cm3 übersteigt, kann das Einfangagens abgelöst werden, während es der Luft ausgesetzt ist, und die mengenmäßige Entfernung von basischen Verbindungen kann verschlechtert werden, oder andererseits kann die Luft mit der Säure kontaminiert werden. Wenn eine überschüssige Menge des sauren Einfangagenses verwendet wird, ist es ferner leicht möglich, daß die Blindwerte bei der Analyse erhöht sind.

Das Fluorkunststoffharz, das den porösen Träger bildet, ist vorzugsweise zumindest an der Oberfläche porös, d. h. ein Harz, das eine poröse Struktur, in der annähernd runde Poren wechselseitig miteinander verbunden sind, oder eine offenzellige Struktur hat. Der poröse Träger ist in Form eines Fasergewebe-Filters oder -Rohrs in der vorliegenden Erfindung einfach zu verwenden. Ein poröser Folienfilter, der im allgemeinen Membranfilter genannt wird, ist vorteilhaft und hat eine poröse Struktur, bei der annähernd runde Poren wechselseitig verbunden sind. Der Membranfilter, der zum Einfangen einer Spurenmenge der Zielkomponenten in der Luft verwendet wird, ist vorzugsweise ein Filter mit einer Porengröße von etwa 0,025 bis 10 µm, einer Foliendicke von etwa 10 bis 170 µm und einem Durchmesser von etwa 5 bis 50 mm. Für das Folienträgermaterial in Form eines Rohrs hat das Trägermaterial vorzugsweise eine Struktur, in der ein poröses Innenrohr in das Innere eines Außenrohrs, z. B. ein nicht-durchlässiges Kunststoffrohr, eingeführt wird, um so zu verhindern, daß das Gas im Inneren des porösen Innenrohrs aus dem Rohr austritt. Hier wird poröses Material wegen seiner großen Oberfläche gewünscht. Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Rohr hat vorzugsweise ein Innenrohr mit einem Porendurchmesser von etwa 0,025 bis 10 µm, wobei die Foliendicke etwa 10 bis 170 µm ist, der Durchmesser des Innenrohrs etwa 2 bis 10 mm ist und die Länge des Innenrohrs etwa 5 mm bis 50 cm ist. Wenn die Länge des Rohrs groß ist, ist die Einfangeffizienz verbessert, sind allerdings auch die Blindwerte erhöht; somit ist die Länge vorzugsweise etwa 10 cm. Wenn die Gestalt des geformten Rohrs spiralförmig oder zick-zack-förmig ist, ist die Wahrscheinlichkeit eines Kontakts zwischen der Luft, die gemessen werden soll, und der Oberfläche des Rohrs erhöht, wodurch die Einfangeffizienz gesteigert wird.

Wenn ein Gas, das eine einzufangende basische Substanz enthält, mit dem ersten Einfangelement, das eine Schicht des sauren Einfangagenses aufweist, wie dies oben beschrieben ist, in Kontakt gebracht wird, wird die basische Substanz in dem Gas durch das Einfangagens in dem ersten Einfangelement eingefangen, wobei ein Salz gebildet wird. Das Salz an dem ersten Einfangelement wird mit einer Extraktionsflüssigkeit (erste Extraktionsflüssigkeit) in Kontakt gebracht, wodurch es in die Extraktionsflüssigkeit extrahiert wird. Die erste Extraktionsflüssigkeit kann ein beliebiges Fluid sein, das fähig ist, das Salz zu extrahieren, und das frei ist von einer Substanz, die als Hindernis bei der Messung und Analyse wirkt; speziell hydrophile Lösungsmittel, z. B. Wasser, Alkohol, usw. können als vorteilhafte Beispiele für die erste Extraktionsflüssigkeit angeführt werden; reines Wasser ist zur Einführung in einer Säule zur Ionen-Chromatographie geeignet. Außerdem kann nicht nur eine Flüssigkeit, sondern auch eine hyperkritisches Fluid eingesetzt werden. Wenn die erste Extraktionsflüssigkeit mit dem ersten Einfangelement in Kontakt gebracht wird, werden das Salz der eingefangenen Zielsubstanz und das Einfangagens in die erste Extraktionsflüssigkeit eluiert. Im Fall einer Verwendung von Wasser als Extraktionsflüssigkeit zum Eluieren eines Salzes von Amin, das an einem hydrophilen PTFE-Filter mit einem Durchmesser von 13 mm und einer Dicke von 35 µm eingefangen wurde, werden 99,5% oder mehr des Aminsalzes in 2 ml Wasser, das als Extraktionsflüssigkeit eingesetzt wird, eluiert und isoliert.

Das zweite Einfangelement wird aus einem Material, das Eignung zum Adsorbieren von Ionen hat, z. B. Ionenaustauscherharz, gebildet. Insbesondere wird ein Material, das die Fähigkeit zur Adsorption von Kationen, z. B. ein Kationenaustauscherharz, im Fall eines Einfangens einer basischen Zielsubstanz verwendet; ein Material mit der Eignung, Anionen zu adsorbieren, z. B. Anionenaustauscherharz, wird im Fall einer sauren Zielsubstanz eingesetzt. Wenn die erste Extraktionsflüssigkeit, die die eingefangene Zielsubstanz und das Einfangagens, das von dem ersten Einfangelement eluiert wurde, enthält, mit dem zweiten Einfangelement in Kontakt gebracht wird, wird die eingefangene Zielsubstanz an dem zweiten Einfangelement adsorbiert. Nachdem die eingefangene Zielsubstanz an dem zweiten Einfangelement adsorbiert wurde, wird die erste Extraktionsflüssigkeit von dem zweiten Einfangelement entfernt; dann wird das zweite Einfangelement, das die eingefangene Zielsubstanz adsorbiert enthält, in Kontakt mit einer weiteren Extraktionsflüssigkeit (zweite Extraktionsflüssigkeit) gebracht, welche ein Lösungsmittel mit einer stark sauren Gruppe oder einer stark basischen Gruppe enthält, wodurch die eingefangene Zielsubstanz in die zweite Extraktionsflüssigkeit eluiert wird. Ein Lösungsmittel wie z. B. Methylsulfonsäure, Diaminopropionsäurehydrochlorid und dgl., kann geeigneterweise verwendet werden, wenn die eingefangene Zielsubstanz basisch ist; ein Lösungsmittel wie z. B. eine wäßrige Lösung einer basischen Substanz, z. B. Na2CO3, NaHCO3, Cyanophenol und dgl. können in geeigneterweise eingesetzt werden, wenn die eingefangene Zielsubstanz sauer ist. Die zweite Extraktionsflüssigkeit wird nach dem Eluieren der eingefangenen Zielsubstanz in dieser Weise in einen Detektor eingeführt, so daß die eingefangene Zielsubstanz nachgewiesen und analysiert wird.

Als Analysenverfahren kann Flüssigkeitschromatographie (speziell HPLC) oder Ionen-Chromatographie (IC) genannt werden. Speziell im Fall einer Analyse durch HPLC ist es nicht möglich, anorganische Substanzen wie z. B. Natrium zu analysieren, allerdings ist es möglich, große primäre und sekundäre Amine mit einer derart großen Anzahl von Kohlenstoffen zu messen, wie sie durch IC nicht meßbar sind. Da die Empfindlichkeit von eingefangenen Aminen für UV-Strahlenabsorption im allgemeinen niedrig ist, wird in diesem Fall die erhaltene Probe vorzugsweise einer Behandlung zur Umwandlung in ein Derivat wie z. B. Fluoreszenzmarkierung und dgl. unterworfen.

Nachfolgend wird ein Behandlungsverfahren unter Verwendung von NBD-F (4-Fluor-7-nitro-2,1,3-benzoxadiazol) als Fluoreszenz-Markierungsreagens beschrieben. Nachdem die Zielsubstanz nach dem oben beschriebenen Einfangverfahren eingefangen wurde, wird die Zielsubtanz mit einer Lösungsmittel von 2 mg/ml NBD-F/Puffer (pH 8,5) extrahiert. Zu jeder Lösung wird ein interner Standard gegeben und die Reaktion für 10 min oder so bei 70°C fortgesetzt, nach der Reaktion werden 10 µl der Lösung in eine Säule für HPLC injiziert, wo diese aufgetrennt und auf Fluoreszenz untersucht wird. Durch Anwendung dieses Verfahrens ist eine hochempfindliche Analyse von Aminen durchführbar.

Das Verfahren des Einfangens von Komponenten in einem Gas mit Hilfe einer Schicht des sauren oder basischen Einfangagenses, das auf der Oberfläche des porösen Trägers ausgebildet ist, wie z. B. in dem oben beschriebenen ersten Einfangelement, ist äußerst wirksam; es ist besonders vorteilhaft als Verfahren zum Einfangen von basischen Substanzen, z. B. Ammoniak, Amin, usw., für welche eine Regulierung auf Spurenmenge bei Halbleiterherstellungsverfahren notwendig ist. Allerdings ist für eine noch höhere Empfindlichkeit und eine Automatisierung ein automatisiertes System notwendig, das verhindern kann, daß eine Kontamination im Verfahren des Extrahierens der eingefangenen Komponenten aus dem ersten Einfangelement und Analysieren dieser verhindern kann. Die vorliegende Erfindung stellt einen Aufbau bereit, in dem die Menge des Eluats, die in dem Verfahren vom Extraktionsschritt bis zum Analysenschritt verwendet wird, auf ein Minimum reduziert werden kann, die Kontamination verringert werden kann und eine hochempfindliche Messung in kurzer Zeit durchführbar ist. Bei diesem Aufbau kann dies, selbst wenn die Probe notwendigerweise kondensiert wird, in kurzer Zeit durchgeführt werden. Dies kann beispielsweise mit Hilfe der unten beschriebenen Apparatur realisiert werden.

Fig. 1 ist eine erläuternde Zeichnung, die die erste Ausführungsform der Einfangapparatur der vorliegenden Erfindung darstellt. Diese Einfangapparatur 1 umfaßt ein erstes Einfangelement 3, ein zweites Einfangelement 5, einen Lagerbehälter 7 für die erste Extraktionsflüssigkeit, einen Auslaß 9 und einen Lagerbehälter 11 für die zweite Extraktionsflüssigkeit, wobei das erste Einfangelement 3 bzw. das zweite Einfangelement 5 als demontierbare Kartusche aufgebaut sind.

Das erste Einfangelement 3 ist stromaufwärts über ein Schaltventil 13 mit einer Ionen-Adsorptionssäule 15, dem Lagerbehälter 17 für die erste Extraktionsflüssigkeit und einer Flüssigkeitszuführpumpe 17 und stromabwärts mit einem Schaltventil 19 verbunden. In dieser Ausführungsform wird reines Wasser als erste Extraktionsflüssigkeit verwendet, eine Ionen-Adsorptionssäule 15 ist zwischen dem ersten Einfangelement 3 und dem Lagerbehälter für die erste Extraktionsflüssigkeit angeordnet. Selbst wenn das reine Wasser durch ionische Verunreinigungen kontaminiert ist, können diese so aus dem Wasser entfernt werden und eine Kontamination der ersten Extraktionsflüssigkeit kann reduziert werden.

Das Schaltelement 19 ist mit der Detektionsapparatur D, z. B. ein Ionenchromatograph oder dgl., und dem zweiten Einfangelement 5 verbunden. Ferner ist das zweite Einfangelement 5 über ein Schaltventil 21 an den Auslaß 9, den Lagerbehälter 11 für die zweite Extraktionsflüssigkeit und eine Flüssigkeitszuführpumpe 23 angeschlossen. Der Schaltvorgang für die Schaltventile 13, 19 und 21 und der Betrieb der Flüssigkeitszuführpumpen 17 und 23 werden automatisch mit einem Computer (nicht gezeigt) durchgeführt. Herkömmlicherweise verwendete Schaltventile, z. B. ein Dreiwegeschaltventil oder dgl., werden vorzugsweise als Schaltventile 13, 19 und 21 verwendet.

Zum Einfangen der Zielsubstanz wird das Schaltventil 13 betätigt, um eine bestimmte Menge eines zu messenden Gases einzuleiten, so daß das zu messende Gas zuerst durch das erste Einfangelement 3 geht und die eingefangene Zielsubstanz mit dem sauren oder basischen Einfangagens in dem ersten Einfangelement 3 unter Bildung eines Salzes reagiert. Das erste Einfangelement 3 wird dann an die Seite des Lagerbehälters 6 für die erste Extraktionsflüssigkeit angeschlossen, und die Pumpe 17 wird in Betrieb gesetzt, so daß die erste Extraktionsflüssigkeit von dem Lagerbehälter 7 für die erste Extraktionsflüssigkeit durch die Ionen-Adsorptionssäule 15 und zu dem ersten Einfangelement 3 geführt wird. Das Salz und das Einfangagens an dem ersten Einfangelement 3 werden in die erste Extraktionsflüssigkeit eluiert und in Ionen dissoziiert, die dann mit dem zweiten Einfangelement 5 in Kontakt gebracht werden; die eingefangene Zielsubstanz wird durch ionische Bindung an dem zweiten Einfangelement 5 adsorbiert. Das Einfangagens wird zusammen mit der ersten Extraktionsflüssigkeit an dem Auslaß ausgestoßen. Die Strömungsgeschwindigkeit der ersten Extraktionsflüssigkeit wird durch Steuerung der Betriebszeit der Flüssigkeitszuführpumpe 17 und das Schaltventil 13 mit einem Computer reguliert.

Nach einer festgesetzten Zeit wird das Ventil betätigt, die zweite Extraktionsflüssigkeit in dem Lagerbehälter 11 für die zweite Extraktionsflüssigkeit wird über das Schaltventil 21 zu dem zweiten Einfangelement 5 geführt. Die eingefangene Zielsubstanz, die durch ionische Bindung an dem zweiten Einfangelement adsorbiert ist, wird mit der zweiten Extraktionsflüssigkeit eluiert und über das Schaltventil 19 in den Detektor (Analysator) D unter Initiierung der Analyse in dem Detektor D eingeleitet.

Das erste Einfangelement und das zweite Einfangelement sind eng nebeneinander angeordnet, um den Weg zu dem Detektor D zu verkürzen, so daß die Verwendung von großen Mengen der ersten Extraktionsflüssigkeit und der zweiten Extraktionsflüssigkeit verhindert werden kann.

Ein Beispiel, in dem das erste Einfangelement 3 der Einfangapparatur 1 in Fig. 1 als demontierbare Kartusche aufgebaut ist, die das erste Einfangelement einschließt, ist in Fig. 2 dargestellt. Diese Kartusche 25 beinhaltet eine zylindrische Einfangkammer 27, an der das erste Einfangelement 3 befestigt ist, einen Einlaß 29 und einen Auslaß 31, die mit der Einfangkammer 27 in Verbindung stehen. Das erste Einfangelement 3 besteht aus einem scheibenförmigen porösen Träger 33 und einem Einfangagens 35, das an der Seite stromaufwärts aufgetragen ist; wenn die Kartusche 25 in die Einfangapparatur 1 eingebaut ist, werden das zu analysierende Gas und die erste Extraktionsflüssigkeit nacheinander vom Einlaß 29 in die Einfangkammer 27 eingeleitet. Die Kartusche ist aus Kunststoffen, z. B. Polypropylen, usw. geformt. Wenn das zu analysierende Gas in die Einfangkammer 27 eingeleitet wird, bildet die Zielsubstanz in dem Gas mit dem Einfangagens 35ein Salz, das Gas, aus dem die Zielsubstanz entfernt wird, wird aus dem Auslaß 31 durch den porösen Träger 33 ausströmen gelassen. Wenn danach die erste Extraktionsflüssigkeit über den Einlaß 29 zu der Einfangkammer 27 geführt wird, werden das Salz der eingefangenen Zielsubstanz und das Einfangagens mit der ersten Extraktionsflüssigkeit eluiert und vom Auslaß 31 über den porösen Träger 33 zu dem zweiten Einfangelement 5 geleitet.

Das erste und das zweite Einfangelement der vorliegenden Erfindung können auch in einer Kartusche angeordnet sein. Ein Beispiel der in diesem Fall eingesetzten Einfangapparatur wird nachfolgend beschrieben.

Fig. 3 zeigt die zweite Ausführungsform der Einfangapparatur 41 der vorliegenden Erfindung; diese Einfangapparatur 41 macht von dem ersten Einfangelement 3' und dem zweiten Einfangelement 5', die in eine demontierbare Kartusche 43 eingebaut sind, Gebrauch.

Diese Einfangapparatur 41 ist mit dem ersten Einfangelement 3', dem zweiten Einfangelement 5', dem Lagerbehälter 7 für die erste Extraktionsflüssigkeit, dem Auslaß 9 und dem Lagerbehälter 11 für die zweite Extraktionsflüssigkeit ausgestattet; dabei ist die Anordnung des ersten Einfangelements 3' von jener der Einfangapparatur 1, die in Fig. 1 gezeigt ist, verschieden. D.h., das erste Einfangelement 3' ist so ausgebildet, daß es an einer Seite über die Schaltventile 13 und 19 mit der Ionen-Adsorptionssäule 15, dem Lagerbehälter 7 für die erste Extraktionsflüssigkeit und der Flüssigkeitszuführpumpe 17 verbunden ist und an der anderen Seite mit dem zweiten Einfangelement 5' verbunden ist. Ionische Verunreinigungen werden im voraus durch die Ionen-Adsorptionssäule 15 aus der ersten Extraktionsflüssigkeit entfernt und damit eine Kontamination in der ersten Extraktionsflüssigkeit reduziert, worauf diese dem ersten Einfangelement 3' zugeführt wird.

Das Schaltventil 19 ist an die Detektionsapparatur D, z. B. ein Ionenchromatograph, usw., und das erste Einfangelement 3' in der Kartusche 43 angeschlossen. Außerdem ist das zweite Einfangelement 5' über das Schaltventil 21 mit dem Auslaß 9, dem Lagerbehälter 11 für die zweite Extraktionsflüssigkeit und die Flüssigkeitszufuhrpumpe 23 verbunden. Der Schaltvorgang der Schaltventile 13, 19 und 21 und der Betrieb der Flüssigkeitszuführpumpen 17 und 23 werden automatisch mit einem Computer (nicht gezeigt) durchgeführt.

Zum Einfangen der Zielsubstanz werden die Schaltventile 13, 19 bedient, um eine bestimmte Menge eines zu messenden Gases einzuleiten, so daß das zu messende Gas zuerst durch das erste Einfangelement 3' zu dem sauren oder basischen Einfangagens an dem ersten Einfangelement 3' geführt wird; dann wird die Zielsubstanz unter Bildung eines Salzes mit dem sauren oder basischen Einfangagens in dem ersten Einfangelement 3' umgesetzt. Danach wird das erste Einfangelement 3' mit dem Lagerbehälter 7 für die erste Extraktionsflüssigkeit verbunden, die Pumpe 17 wird in Betrieb genommen, so daß die ersten Extraktionsflüssigkeit aus dem Lagerbehälter 7 für die erste Extraktionsflüssigkeit durch die Ionen-Adsorptionssäule 15 in das erste Einfangelement 3' geführt wird. Das Salz und das Einfangagens an dem ersten Einfangelement 3' werden in die erste Extraktionsflüssigkeit eluiert; das Salz dissoziiert in Ionen, die dann mit dem zweiten Einfangelement 5' in Kontakt gebracht werden; danach wird die eluierte Zielsubstanz durch Ionenbindung an dem zweiten Einfangelement 5' adsorbiert. Das Einfangagens wird zusammen mit der ersten Extraktionsflüssigkeit am Auslaß 9 ausgestoßen. Hier wird die Strömungsgeschwindigkeit der ersten Extraktionsflüssigkeit durch Steuerung der Betriebszeit der Flüssigkeitszuführpumpe 17 und des Schaltventils 13 mit einem Computer reguliert.

Nach einer bestimmten Zeit wird das Ventil betätigt, die zweite Extraktionsflüssigkeit in dem Lagerbehälter 11 für die zweite Extraktionsflüssigkeit wird durch die Flüssigkeitszuführpumpe 23 über das Schaltventil 21 zu dem zweiten Einfangelement 5' geleitet. Die durch Ionenbindung an dem zweiten Einfangelement 5' adsorbierte eingefangene Zielsubstanz wird mit der zweiten Extraktionsflüssigkeit eluiert und über das erste Einfangelement 3', von dem das Einfangagens entfernt worden war, und durch das Schaltventil 19 in den Detektor D eingeleitet, um eine Analyse in dem Detektor zu intiieren.

Ein Beispiel, in dem das ersten Einfangelement 3' und das zweite Einfangelement 5' der Einfangapparatur 41, die in Fig. 3 dargestellt ist, als demontierbare Kartusche ausgebildet sind, ist in Fig. 4 dargestellt. Diese Kartusche 43 beinhaltet eine erste zylindrische Einfangkammer 45, in der das erste Einfangelement 3' befestigt ist, eine zweite zylindrische Einfangkammer 47, in der das zweite Einfangelement 5' befestigt ist, einen ersten Einlaß 49, der mit der ersten Einfangkammer 45 in Verbindung steht, und einen zweiten Einlaß 51, der mit der zweiten Einfangkammer in Verbindung steht. Die zweite Einfangkammer 47 ist zu einer kleineren Bohrung ausgebildet als die erste Einfangkammer 45 und koaxial angeordnet. Das erste Einfangelement 3' besteht aus einem scheibenförmigen porösen Träger 43 und einem Einfangagens 55, das auf einer Seite in Richtung des ersten Einlasses 49 aufgetragen ist. Wenn die Kartusche 43 in die Einfangapparatur 41 eingebaut ist, werden das zu analysierende Gas und die erste Extraktionsflüssigkeit vom Einlaß 49 aus in die Einfangkammer 45 eingeleitet. Wenn das zu analysierende Gas in die Einfangkammer 45 eingeleitet wird, bildet die Zielsubstanz in dem Gas mit dem Einfangagens 55 ein Salz; das Gas, aus dem die eingefangene Zielsubstanz entfernt wurde, wird dann aus dem zweiten Auslaß 31 durch den porösen Träger 53 und das zweite Einfangelement 5' ausströmen gelassen. Wenn die erste Extraktionsflüssigkeit über den Einlaß 49 zu der ersten Einfangkammer 45 geführt wird, werden das Salz der eingefangenen Zielsubstanz und das Einfangagens mit der ersten Extraktionsflüssigkeit extrahiert und über den porösen Träger 53 zu dem zweiten Einfangelement 5' geschickt. Die eluierte und dissoziierte Zielsubstanz wird durch Ionenbindung an dem zweiten Einfangelement 5' adsorbiert, dann wird das Einfangagens über den zweiten Auslaß 51 zu der Außenseite der Kartusche 43 ausgestoßen. Wenn die zweite Extraktionsflüssigkeit über den zweiten Einlaß 51 geleitet wird, wird die Zielsubstanz, die von dem zweiten Einfangagens 5' eingefangen wurde, mit der zweiten Extraktionsflüssigkeit eluiert und durch den porösen Träger 53, aus dem das Einfangagens entfernt worden war, geführt und dann durch den ersten Auslaß ausströmen gelassen und zu dem Detektor D geleitet.

In dem Aufbau, wie er in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist, sind das erste Einfangelement und das zweite Einfangelement in einer Kartusche eingebaut. Für den Fall eines Einfangens basischer Zielsubstanzen wird die Kartusche so hergestellt, daß das erste Einfangelement, das das saure Einfangagens enthält, und das zweite Einfangelement, das die Fähigkeit zur Adsorption von Kationen hat, in diese eingebaut sind; und für den Fall eines Einfangens saurer Zielsubstanzen werden das erste Einfangelement, das das basische Einfangagens enthält, und das zweite Einfangelement, das die Fähigkeit zur Anionen-Adsorption hat, darin eingebaut. Gemäß dem oben beschriebenen Aufbau ist es möglich, bei der nachzuweisenden Zielsubstanz zwischen basischen Materialien und sauren Materialien zu wechseln, indem in einfacher Weise die Kartusche ausgetauscht wird.

Jede der oben beschriebenen Kartuschen 23 und 43 kann zum Einfangen der Zielsubstanz unter Verwendung eines Gasprobennehmers, der von der Einfangapparatur 1 oder 41 getrennt wird, bevor die Kartusche 25 oder 45 in die Einfangapparatur 1 oder 41 eingesetzt wird, verwendet werden. In diesem Fall kann eine große Anzahl von Gasproben nacheinander eingefangen, konzentriert und analysiert werden, indem die Kartusche für jede Gasprobe ausgetauscht wird; auf diese Weise kann ein analytischer Betrieb wirkungsvoll durchgeführt werden. Alternativ kann in den Einfangapparaturen 1 und 41 in den Fig. 1 und 3 eine Reihe von Kartuschen parallel angeordnet sein und ihre Verbindung kann nacheinander hergestellt werden. Darüber hinaus kann ein Paar Kartuschen zum Einfangen saurer bzw. basischer Zielsubstanzen in die Einfangapparatur 41 in Fig. 3 eingebaut sein, so daß sie zwischen den Schaltventilen 19 und 21 parallel angeordnet sein können. Mit diesem Aufbau ist es möglich, die eingefangenen sauren und basischen Zielsubstanzen durch Bedienung der Schaltventile 19 und 21 nacheinander zu messen.

Fig. 5 ist eine Schnittdarstellung, die eine weitere Ausführungsform der Einfangapparatur der vorliegenden Erfindung unter Verwendung des festen Einfangagenzes zeigt. Bei diesem Aufbau ist ein zylindrischer Filter (Innenrohr) 63 in das Innere einer rohrförmigen Kartusche (Außenrohr) 61, das aus luftundurchlässigen Kunststoffen, z. B. Polypropylen hergestellt ist, eingepaßt. Der Filter 63 besteht aus porösem Fluorkunststoffharz und hat eine saure Schicht aus Weinsäure und dgl., die auf der porösen Oberfläche desselben ausgebildet ist.

Die saure Schicht ist auf dem Filter 63 mit einer Dichte von 1,5 bis 15 mg/cm3 ausgebildet.

Die saure Schicht kann auf Filter 63 ausgebildet werden, nachdem der Filter 63, der aus hydrophilem Fluorkunststoffharz besteht, in die Kartusche 61 eingeführt wurde.

In dem Verfahren, in dem ein derartiges Einfangagens eine basische Verbindung aus der Luft einfangen gelassen wird, wird die Luft mittels einer Saugpumpe über eine Öffnung in der Kartusche 61 angesaugt. Dann wird die Luft aus der anderen Öffnung der Kartusche 61 angesaugt und mit der sauren Schicht im Filter 63 in Kontakt gebracht, die saure und die basische Verbindung werden umgesetzt und als Salz an der porösen Oberfläche von Filter 63 eingefangen.

Selbst wenn nur das erste Einfangelement zum Sammeln der Zielsubstanzen durch Festphasenadsorption mit dem Einfangagens verwendet wird, ist es noch möglich, die Zielsubstanzen in der Luft zu sammeln und zu analysieren. Die Kartusche 67, die in Fig. 6 dargestellt ist und aus Polypropylen besteht und in die ein poröser Filter 65 eingesetzt ist, kann z. B. folgendermaßen verwendet werden. Zuerst wird eine Lösung des sauren Einfangagenses zu der Kartusche 67 geführt; dann erfolgt eine Trocknung unter Bildung einer Schicht des sauren Einfangagenzes, wodurch ein erstes Einfangelement hergestellt wird. Danach wird die zu analysierende Luft durch den Filter 65 geführt, um die basischen Zielsubstanzen in der Luft zu sammeln. Nach diesem Vorgang wird z. B. reines Wasser als Extraktionsmittel durch den Filter 65 geführt, um die basischen Zielsubstanzen und das saure Einfangagens in das Extraktionsmittel zu eluieren. Dieses Extraktionsmittel wird dann direkt dem Analysator, z. B. ein Ionenchromatograph, zugeführt, um das Extraktionsmittel zu analysieren.

Da sowohl das Einfangagens als auch die Zielsubstanzen in den Analysator eingeleitet werden, neigt in diesem Fall die Hintergrundkonzentration im Chromatogramm dazu, sich durch das Vorhandensein einer großen Menge des Einfangagenzes zu erhöhen. Dementsprechend kann im Fall der alleinigen Verwendung des ersten Einfangelements die Mindestkonzentration oder die Nachweisgrenze hoch werden und die Empfindlichkeit bei der Mikroanalyse im Vergleich zu dem Fall einer Verwendung des ersten und des zweiten Einfangelements verschlechtert sein. Allerdings ist dies nicht problematisch, da es möglich ist, die vorliegende Erfindung derart anzuwenden, daß beispielsweise das erste und das zweite Einfangelement bei Verwendung zur Mikroanalyse kombiniert werden, und das erste Einfangelement in einfacher Weise für die qualitative Analyse oder quantitative Analyse, für die eine hohe Empfindlichkeit nicht notwendig ist, eingesetzt wird.

In der vorliegenden Erfindung können Amine in Form von Dunst oder Partikeln, die durch das Diffusions-Scrubber-Verfahren nicht analysiert werden können eingefangen werden. Darüber hinaus kann die Zielsubstanz auch eine saure Gruppe und eine basische Gruppe aufweisen, um dann als Ganzes neutral zu sein. Außerdem ist es auch möglich, als Einfangagens eine im wesentlichen neutrale Substanz zu verwenden, die sowohl eine saure Gruppe als auch eine basische Gruppe enthält. Ferner kann die Menge der Extraktionsflüssigkeit, die zur Herstellung einer zu messenden Probenlösung verwendet wird, reduziert werden und die Zeit zur Herstellung der zu messenden Probenlösung verkürzt werden. Der erste Einfangträger kann mit geringen Kosten regeneriert werden, indem die Lösung des Einfangagenzes nach Verwendung wieder der Kartusche zugeführt wird und das Einfangagens dann an dem porösen Tröger getrocknet wird.

BEISPIELE

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung detailliert anhand der Beispiele beschrieben.

In den Beispielen wurden die folgenden analytischen Instrumente und die in den Fig. 6 bis 7 dargestellten Apparaturen verwendet.

[Hochdruck-Flüssigkeitschromatographie (HPLC)] HPCL 610E-System, hergestellt von Waters Säule: eine Säure, die von Foundation Kagakuhin Kensa Kyokai, Japan hergestellt wurde;

Handelsbezeichnung L-Column ODS (Durchmesser 4,6 mm × 250 mm)

Säulentemperatur: 40°C, Durchflußgeschwindigkeit: 1 ml/min.

Lösungsmittel der mobilen Phase: Acetonitril/Wasser = 45/55

Injektionsvolumen: 20 µl pro Injektion

Detektor: Scanning-Fluoreszenz-Detektor 474, hergestellt von Waters Corporation (Anregungswellenlänge: 450 mm, Fluoreszenz-Wellenlänge: 530 nm). [Reagenzien] Acetonitril, Wasser und Methanol: Reagenzien zur HPLC, erhältlich von Wako Jun-yaku K.K., Japan

NBD-F: ein Produkt von Dojin Kagaku K.K., Japan

Weitere Reagenzien: Produkte von Wako Jun-yaku K.K., Japan,

Konzentration von Standard-Ammoniak: 25 µg/ml

Konzentrationen der Standard-Aminlösung: Methylamin = 4 µg/ml, Ethylamin = 5 µg/ml, Propylamin = 7 µg/ml

Interner Standard: Butylamin bei einer Konzentration von 7 µg/ml

Pufferlösung: Boratpuffer/Methanol-Lösung (pH 8,5). [Pumpe] Minipumpe (MP-603P), hergestellt von Shibata Kagaku K.K., Japan. [Einmalfilter-Kartusche] 13HP020AN, hergestellt von Toyo Roshi K.K., Japan Durchmesser: 13 mm, Porendurchmesser: 0,2 µm, Dicke: 35 µm

Material: hydrophiles PTFE, Gehäusematerial: Polypropylen. [Ionenchromatographie] Apparatur: Dionex DX-100

Schutzsäule: GC-12, Trennsäule: CA-12

Konzentrierungssäule: CG-12

Elutionsmittel: Methansulfonsäure (10 mM), Durchflußgeschwindigkeit: 1, 0 ml/min.

Detektor: elektrischer Leitfähigkeitsdetektor. BEISPIEL 1 Einfangen mit Hilfe eines Filters und Wiedergewinnungstest

Unter Verwendung einer Spritze wurden 5 ml Methanol durch die oben beschriebene Einmalfilter-Kartusche strömen gelassen, danach wurde 1 ml 0,3%ige Weinsäurelösung in Methanol hindurchströmen gelassen. Die Kartusche wurde in einen Exsikkator gelegt und für 1 h unter mittels Vakuumpumpe reduziertem Druck getrocknet. Zur Entspannung des reduziertem Drucks wurde die Atmosphäre im Exsikkator mit hochreinem Stickstoff ersetzt.

Zwei Kartuschen, ein Flüssigkeitslagerbehälter 7, der Auslaß wurden in Reihe geschaltet und an ein Rohr angeschlossen; dann wurden 10 µl der Standardamin-Lösung auf Glaswolle gegeben, die sich in dem mit den Kartuschen verbundenen Rohr befand. Danach wurden 300 l Stickstoff mit einer Geschwindigkeit von 2 l/min zu der Glaswolle geleitet, der Stickstoffstrom, der die Glaswolle passiert hatte, wurde durch die zwei Kartuschen strömen gelassen.

Danach wurde jede der Kartuschen einer Elution mit 1 ml 2,5 mg/ml NBD-F/Pufferlösung unterworfen, 10 µl Butylamin wurden als interner Standard zu jeder der erhaltenen Probenflüssigkeiten gegeben; dann wurden die Probenflüssigkeiten bei 70°C 15 min reagieren gelassen und durch HPLC gemessen. Getrennt davon wurde jede der einfachen Amin-Verbindungen, die in der Standardamin-Lösung enthalten waren, als solche in eine Probenflasche gegeben und einer Markierungsreaktion unterworfen, wobei dieselbe Messung mittels HPLC, wie sie oben beschrieben wurde, folgte. Danach wurde eine Berechnung durchgeführt, wobei angenommen wurde, daß 100% des durch die Markierungsreaktion markierten Amins im Peak-Bereich eingefangen wurde, welcher aus der einfachen Amin-Verbindung als solche erhalten wurde; dadurch wurde die Amin-Ausbeute für jedes Amin des Einfangtests erhalten. Die Resultate sind in Tabelle 1 aufgeführt. TABELLE 1



Es wurde festgestellt, daß durch Beschichten des Filters der Kartusche mit 0,3% Weinsäure, die aus der Standardamin- Lösung verdampften Amine mit der Kartusche zu 98 bis 100% eingefangen wurden. Es sollte betont werden, daß 1 ml der Extraktionsflüssigkeit zum Einfangen ausreichten.

BEISPIEL 2 Untersuchung der Ammoniak-Wiedergewinnung mittels Wasser

Nachdem die obige Kartusche mit 5 ml Methanol gewaschen worden war, wurde 1 ml 0,3% Weinsäure in Methanol hindurchgeleitet. Die Kartusche wurde 30 min in einem Exsikkator unter Verwendung einer Vakuumpumpe getrocknet, wodurch das Methanol entfernt wurde.

Danach wurde 25%iges Ammoniakwasser mit Methanol unter Herstellung einer 25 µg/ml Methanol-Lösung verdünnt. Eine 40 µl-Portion dieser Lösung wurde auf Glaswolle gegeben, die sich in einem Rohr befand, das mit den Kartuschen verbunden war, welche wie in Beispiel 1 in Reihe geschaltet waren; danach wurde 150 min lang Luft mit einer Geschwindigkeit von 2 l/min durchgeleitet.

Danach wurde dreimal reines Wasser in einer Menge von jeweils 1 ml in die erste Kartusche geführt, so daß Ammoniak aus der Kartusche wiedergewonnen wurde.

Getrennt davon wurden drei Proben, bei denen jeweils 40 µl der obigen Ammoniak-Lösung direkt in 1 ml pures Wasser gegeben worden waren, als Standards hergestellt; die Ausbeute an Ammoniak, das aus der Kartusche wiedergewonnen worden war, wurde auf der Basis der Messungen dieser Standard-Ammoniaklösungen errechnet. Die Resultate sind in Tabelle 2 angegeben. TABELLE 2



Im Fall einer Wiedergewinnung mit Wasser wurde unter Verwendung von 2 ml Extraktionsflüssigkeit eine Ausbeute von 99,5% oder mehr erreicht. Das heißt, 2 ml sind als Volumen des Elutionsmittels, das in einer Ionenchromatographiesäule eingeführt wird, ausreichend; im Vergleich zu dem herkömmlichen Impinger-Verfahren kann das zum Einfangen der Zielsubstanz in der Luft notwendige Verfahren unter Erzielung einer 100-fachen Konzentrierung oder mehr reduziert werden.

BEISPIEL 3 Vergleich mit dem Impinger-Verfahren

Eine tatsächliche Messung von Zielsubstanzen in der Luft eines Reinraums wurde in folgender Weise durchgeführt:

Als Einfangelement wurde eine hydrophile PTFE-Kartusche, die in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 mit einer Lösung von 0,3% Weinsäure in Methanol behandelt worden war, verwendet. Die Probennahme erfolgte, indem die Luft des Reinraums mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 1,1 l/min unter Verwendung einer Lufteinfangpumpe durch die Kartusche geführt wurde.

Nach der Probennahme wurde 1 ml einer 2 mg/ml NBD-F-Boratpuffer (pH 8,52)-Lösung zugesetzt; danach wurden 5 µl Butylamin als interner Standard zugesetzt, die Probe wurde 15 min bei 60°C reagieren gelassen und durch HPLC gemessen. Das selbe Verfahren der HPLC-Messung wurde wiederholt durchgeführt, wobei Methylpropanolamin zur Herstellung einer Eichkurve für Methylpropanolamin verwendet wurde.

Andererseits wurde die Luft nach dem Impinger-Verfahren in 140 ml reines Wasser eingeleitet, indem sie mit einer Geschwindigkeit von 2 l/min blubbern gelassen wurde, so daß die Gase in 480 l Luft eingeführt wurden; die Hauptsubstanzen wurden durch Ionenchromatographie gemessen. Die Resultate sind in Tabelle 3 angegeben. TABELLE 3



Ein Vergleich mit dem gleichzeitig durchgeführten Impinger- Verfahren zeigte, daß die Meßwerte der vorliegenden Erfindung mit denen des Impinger-Verfahrens fast übereinstimmen. Wenn die hydrophile PTFE-Kartusche verwendet wurde, waren die Blindwerte sowohl für Ammoniak wie auch für Methylpropanolamin sehr niedrig; die Nachweisgrenzen bei Anwendung der Ionenchromatographie waren 0,06 bzw. 0,07 ppb in der Luft. Diese Werte sind niedrig, so daß das Nachweisvermögen hoch ist.

BEISPIEL 4

Unter Verwendung einer Spritze wurden 5 ml Methanol durch die obige Einwegfilterkartusche geführt; danach wurde 1 ml 0,3%ige Weinsäure-Lösung in Methanol durchgeleitet, die Kartusche in einen Exsikkator gelegt und 1 h lang bei reduziertem Druck, der mittels Vakuumpumpe hergestellt wurde, getrocknet. Als der reduzierte Druck entspannt wurde, wurde die Atmosphäre im Exsikkator durch hochreinen Stickstoff ersetzt. Diese Kartusche wurde als Kartusche 25 in die Einfangapparatur 1, die den Aufbau von Fig. 1 hatte, eingebaut und in folgender Weise in Betrieb genommen. Hier wurde eine Kationenaustauscher-Harzsäule (Styrol-Vinyl-Copolymer-Sulfonsäure-Typ, Austauscherkapazität: 2 g) als das zweite Einfangelement in der Einfangapparatur 1 verwendet.

In den Lagerbehälter 7 für die erste Extraktionsflüssigkeit wurde reines Wasser gegossen, in den Lagerbehälter 11 für die zweite Extraktionsflüssigkeit wurde wäßrige 10 mM Methansulfonsäure gegossen. Nachdem die Luft in Reinraum A, die auch in Beispiel 3 gemessen worden war, 30 min lang mit einer Geschwindigkeit von 2 l/min in die Kartusche 25 eingeleitet worden war, wurde die Flüssigkeitszuführpumpe 17 in Betrieb genommen, so daß 2 ml reines Wasser aus dem Lagerbehälter 7 für die erste Extraktionsflüssigkeit mit einer konstanten Geschwindigkeit zur Kartusche 25 geführt wurden. Das Wasser wurde durch die Kartusche 25 geleitet und über das zweite Einfangelement 5 an dem Auslaß 9 ausgeleitet. Danach wurden die Schaltventile 19 und 25 betätigt, die Flüssigkeitszuführpumpe 23 wurde in Betrieb genommen, so daß 1 ml wäßrige 10 mM Methansulfonsäure-Lösung aus dem Lagerbehälter 11 für die zweite Extraktionsflüssigkeit zu dem zweiten Einfangelement 5 geleitet wurde. Die wäßrige Methansulfonsäure-Lösung, die das zweite Einfangelement 5 passiert hatte, wurde über das Schaltventil 19 zu dem Detektor D zur Ionenchromatographie geführt und analysiert. Die Resultate der Analyse sind in Tabelle 4 angegeben. TABELLE 4



BEISPIEL 5

Ein hydrophiler PTFE-Filter 65 mit einem Durchmesser von 13 mm, einem Porendurchmesser von 0,2 µm, einer Dicke von 35 µm und einer Porosität von 71% (hergestellt von Toyo Roshi K.K. Japan) wurde in 1 ml Methanol eingetaucht, gewaschen, in 1 ml Weinsäure-Lösung eingetaucht und mit einer Pinzette herausgenommen und auf eine Aluminiumfolie gelegt. Er wurde in einen Exsikkator gelegt und bei reduziertem Druck, der mittels Vakuumpumpe hergestellt worden war, 1 h lang getrocknet. Als der reduzierte Druck aufgehoben wurde, wurde die Atmosphäre im Exsikkator durch hochreines Stickstoff ersetzt.

Unter Verwendung von Filtern der selben Art wie oben wurden die obigen Verfahrensschritte für andere Weinsäure-Lösungen mit unterschiedlichen Konzentrationen wiederholt, um Filter herzustellen, an denen Weinsäure in verschiedenen Mengen fixiert war. Um die Menge der Weinsäure zu bestimmen, die an dem hergestellten Filter haftete, wurde ein anderer Filter, der nach dem gleichen Verfahren hergestellt worden war, wieder in Methanol eingetaucht; dann wurde eine Ultraschallextraktion durchgeführt. Nachdem der Filter entfernt worden war, wurde das Methanol vollständig eingedampft und die Weinsäuremenge aus der verbleibenden Weinsäure bestimmt.

Ein Filter 65, der mit Weinsäure behandelt war, wurde jeweils in die zwei Spritzenhalter 67 aus Stainless Steel (hergestellt von Toyo Roshi K.K., Japan) eingeführt, um so das in Fig. 6 dargestellte Einfangelement zu bilden; wie in Fig. 7 dargestellt ist, wurden die zwei Halter 67 in Serie geschaltet. Dann wurden 10 µl Standard-Ammoniaklösung zu der Glaswolle 69 gegeben und 300 l Stickstoff mit 2 l/min durch die Glaswolle 69 und die Halter 67 strömen gelassen. Danach wurden 2 ml Wasser durch jeden Halter strömen gelassen; danach wurde die Menge an wiedergewonnenem Ammoniak durch Ionenchromatographie bestätigt.

Die Ausbeute an Ammoniak, das aus dem ersten Halter wiedergewonnen wurde, ist in Fig. 8 dargestellt. Wenn Weinsäure in einer Konzentration von 1,5 mg/cm3 oder weniger aufgetragen war, war die Konzentration der Säure zu gering, so daß ein unvollständiges Einfangen von Ammoniak erkennbar war. Darüber hinaus wurde auch im Fall von 15 mg/cm3 oder mehr ein unvollständiges Einfangen erkennbar. Es wird angenommen, daß Weinsäure in zu großer Menge eine geringere Haftung an dem hydrophilen PTFE-Filter hat und ein Teil der Säure abgelöst wird. Das obige Resultat kann bestätigen, daß die optimale Konzentration der Säure 1,5 bis 15 mg/cm3 ist.

Es ist selbstverständlich, daß die Erfindung in keiner Weise auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist und daß viele Änderungen durchgeführt werden können, ohne daß dadurch der Schutzumfang der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen definiert ist, verlassen wird.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zum Einfangen einer Zielsubstanz, die Azidität oder Basizität hat und in Gas enthalten ist, unter Herstellung einer Flüssigkeit, die die Zielsubstanz enthält, das die folgenden Schritte umfaßt:
    1. - erstes In-Kontakt-Bringen des Gases mit einer festen Schicht eines Einfangagenses, das Basizität oder Azidität hat, unter Bildung eines Salzes mit der Zielsubstanz, wodurch die Zielsubstanz in dem Gas an dem Einfangagens gesammelt wird;
    2. - erstes Extrahieren des Salzes mit einem ersten Extraktionsmittel;
    3. - zweites In-Kontakt-Bringen des ersten Extraktionsmittels, das das Salz enthält, mit einem Adsorptionsmittel, das die Zielstubstanz durch Ionen-Adsorption adsorbieren kann, wodurch die Zielsubstanz von dem Einfangagens getrennt und an dem Adsorptionsmittel adsorbiert wird; und
    4. - zweites Extrahieren der Zielsubstanz, die durch das Adsorptionsmittel adsorbiert ist, mit einem zweiten Extraktionsmittel, wodurch das Extraktionsmittel, das die Zielsubstanz enthält, erhalten wird.
  2. 2. Einfangverfahren nach Anspruch 1, wobei das Einfangagens Azidität hat und das Adsorptionsmittel ein Kationenaustauscher ist, und wobei die eingefangene Zielsubstanz Basizität aufweist.
  3. 3. Einfangverfahren nach Anspruch 2, wobei die Zielsubstanz eine basische Substanz umfaßt, die aus der Gruppe bestehend aus Ammoniak, primärem Amin, sekundärem Amin, tertiärem Amin, quaternärem Amin, Natriumsalz und Kaliumsalz ausgewählt wird, und das Einfangagens aus der Gruppe bestehend aus Phosphonsäure, Perchlorsäure, Weinsäure, Borsäure, Oxalsäure, Adipinsäure, Chinaldinsäure, Zitronensäure, Zimtsäure, Bernsteinsäure, Fumarsäure, Maleinsäure, Malonsäure, Mandelsäure und Apfelsäure ausgewählt wird.
  4. 4. Einfangverfahren nach Anspruch 1, wobei das Einfangagens Basizität hat und das Adsorptionsmittel ein Anionenaustauscher ist, und wobei die eingefangene Zielsubstanz Azidität aufweist.
  5. 5. Einfangverfahren nach Anspruch 1, das vor dem ersten Schritt des In-Kontakt-Bringens außerdem den Schritt des Herstellens der Schicht des Einfangagenses auf einen hydrophilen Träger umfaßt.
  6. 6. Einfangverfahren nach Anspruch 5, wobei der hydrophile Träger ein poröser Filter ist, der aus einem hydrophil behandelten Fluorkunststoff, welcher aus der Gruppe bestehend aus Polytetrafluorethylen, Tetrafluorethylen-Perfluoralkylvinylether-Copolymer, Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Copolymer, Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Perfluoralkylvinylether-Copolymer, Tetrafluorethylen-Ethylen-Copolymer, Polychlortrifluorethylen, Chlortrifluorethylen-Ethylen-Copolymer, Polyvinylidendifluorid und Polyvinylfluorid ausgewählt wird, hergestellt ist.
  7. 7. Einfangverfahren nach Anspruch 5, wobei das Einfangagens eine saure Substanz ist und in einer Menge von 1,5 bis 15 mg pro 1 cm3 des hydrophilen Trägers fixiert ist.
  8. 8. Einfangverfahren nach Anspruch 1, wobei das erste Extraktionsmittel ein hydrophiles Fluid ist, welches fähig ist, das Salz zu eluieren, und das zweite Extraktionsmittel ein Lösungsmittel ist, das fähig ist, die Zielsubstanz zu lösen.
  9. 9. Einfangverfahren nach Anspruch 1, wobei das erste Extraktionsmittel ein erstes Elutionsmittel umfaßt, das aus der Gruppe bestehend aus Wasser und hydrophilem Alkohol ausgewählt wird, und das zweite Extraktionsmittel ein zweites Elutionsmittel umfaßt, das ein Lösungsmittel mit einer stark sauren Gruppe oder einer stark basischen Gruppe ist, und das zweite Elutionsmittel aus der Gruppe bestehend aus Methylsulfonsäure, Diaminopropionsäurehydrochlorid, wäßriger Lösung von Na2CO3, wäßriger Lösung von NaHCO3 und wäßriger Lösung von Cyanophenol ausgewählt wird.
  10. 10. Einfangelement, das zum Einfangen einer Zielsubstanz, die Basizität hat und die in Gas enthalten ist, unter Herstellung einer Flüssigkeit, die die Zielsubstanz enthält, verwendet wird, umfassend:

    einen Träger, der aus hydrophil behandeltem Fluorkunststoff besteht; und

    ein Einfangagens, das Azidität aufweist, um mit der Zielsubstanz unter Einfangen der Zielsubstanz, wenn das Gas dem Einfangmittel zugeleitet wird, ein Salz zu bilden, wobei das Einfangagens in einer Menge von 1,5 bis 15 mg pro 1 cm3 des Trägers von dem Träger getragen wird.
  11. 11. Einfangelement nach Anspruch 10, wobei der Träger ein poröser Filter ist, und das Einfangelement ferner ein Gehäuse, das einen Einlaß und einen Auslaß hat, zum Stützen und Einschließen des Trägers umfaßt.
  12. 12. Apparatur zum Einfangen einer Zielsubstanz, die Azidität oder Basizität hat und in Gas enthalten ist, unter Herstellung einer Flüssigkeit, die die Zielsubstanz enthält, umfassend:
    1. - ein erstes Einfangelement, das eine feste Schicht eines Einfangagenses, das Basizität oder Azidität hat, zur Bildung eines Salzes mit der Zielsubstanz, die in dem Gas enthalten ist, und einen Träger zum Tragen des Einfangagenses umfaßt;
    2. - eine erste Extraktionsmittel-Zuführungs-Einheit zum Zuführen eines ersten Extraktionsmittels zu dem ersten Einfangelement zur Extraktion des Salzes, das im ersten Einfangelement gebildet wird;
    3. - ein zweites Einfangelement zum Einfangen der Zielsubstanz durch Ionen-Adsorption aus dem Salz, das in das erste Extraktionsmittel extrahiert wurde;
    4. - eine zweite Extraktionsmittel-Zuführungs-Einheit zum Zuführen eines zweiten Extraktionsmittels zu dem zweiten Einfangelement zum Extrahieren der Zielsubstanz, die durch das zweite Einfangelement eingefangen wurde, um sie aus dem zweiten Einfangelement zu separieren.
  13. 13. Einfang-Apparatur nach Anspruch 12, die außerdem eine Gaszuführungseinheit zur Zuführung des Gases zu dem ersten Einfangelement umfaßt.
  14. 14. Einfang-Apparatur nach Anspruch 12, worin das Einfangagens Azidität hat, das zweite Einfangelement ein Adsorptionsmittel enthält, das ein Kationenaustauscher ist, und die eingefangene Zielsubstanz Basizität aufweist.
  15. 15. Einfangapparatur nach Anspruch 14, worin die Zielsubstanz eine basische Substanz umfaßt, die aus der Gruppe bestehend aus Ammoniak, primärem Amin, sekundärem Amin, tertiärem Amin, quaternärem Amin, Natriumsalz und Kaliumsalz ausgewählt ist; und das Einfangagens aus der Gruppe bestehend aus Phosphonsäure, Perchlorsäure, Weinsäure, Borsäure, Oxalsäure, Adipinsäure, Chinaldinsäure, Zitronensäure, Zimtsäure, Bernsteinsäure, Fumarsäure, Maleinsäure, Malonsäure, Mandelsäure und Äpfelsäure ausgewählt ist.
  16. 16. Einfangapparatur nach Anspruch 12, worin das Einfangagens Basizität hat, das zweite Einfangelement ein Adsorptionsmittel enthält, das ein Anionenaustauscher ist, und die eingefangene Zielsubstanz Azidität hat.
  17. 17. Einfangapparatur nach Anspruch 12, worin der Träger ein hydrophiler poröser Filter ist.
  18. 18. Einfangapparatur nach Anspruch 12, worin der Träger aus einem hydrophil behandelten Fluorkunststoff besteht, der aus der Gruppe bestehend aus Polytetrafluorethylen, Tetrafluorethylen- Perfluoralkylvinylether-Copolymer, Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Copolymer, Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen Perfluoralkylvinylether-Copolymer, Tetrafluorethylen- Ethylen-Copolymer, Polychlortrifluorethylen, Chlortrifluorethylen-Ethylen-Copolymer, Polyvinylidendifluorid und Polyvinylfluorid ausgewählt ist.
  19. 19. Einfangapparatur nach Anspruch 12, worin das Einfangagens eine saure Substanz ist und in einer Menge von 1,5 bis 15 mg pro 1 cm3 des Trägers fixiert ist.
  20. 20. Einfangapparatur nach Anspruch 12, worin der Träger ein poröser Filter ist, und das erste Einfangelement außerdem ein Gehäuse mit einem Einlaß und einem Auslaß zur Unterstützung und zum Einschließen des Trägers umfaßt.






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