电子级多晶硅是制造半导体芯片和大规模集成电路最基础的材料,对我国电子、信息和国家安全领域具有重大意义。电子级多晶硅对产品纯度、杂质控制的要求非常苛刻,其主要影响因素是两种原料即三氯氢硅和循环氢气的纯度,三氯氢硅纯度问题现已基本解决,但循环氢气提纯问题至今没有重大突破。另外,多晶硅还原步骤中,氢气与三氯氢硅原料比为3-10:1,可见循环氢中痕量杂质对高纯电子级硅材料制备影响更大。循环氢中极难去除的磷杂质主要以磷化氢的形式存在,鉴于此,本课题提出用碱金属盐改性γ-Al₂O₃用于脱除多晶硅还原炉循环氢气中的磷化氢杂质。本文以γ-Al₂O₃为载体,采用碱金属盐进行改性并利用固定床吸附柱对改性γ-Al₂O₃进行性能评价,考察了改性条件、吸附操作过程因素和不同再生方式对吸附剂性能的影响,并利用BET、SEM等表征手段检测改性γ-Al₂O₃改性、吸附、再生前后物理化学特性的变化,揭示吸附机理。主要的结论如下:改性研究阶段,当采用浸渍的负载方法、金属盐选择氯化铜、浸渍浓度为1.3 mol/L、煅烧温度为450℃时,制备出的Cu/γ-Al₂O₃保持了原有的孔径结构,具有相对最好的磷化氢去除性能,突破实验对应最大吸附量为32.09 mg/g。操作条件研究阶段,在-15-50℃之间,温度越高,吸附性能越好;突破时间随着进气浓度增大而减小,但吸附饱和时总吸附量增加;空速在30.9-92.7h^-1为宜;随着氯化氢浓度增加,磷化氢吸附量减小。再生阶段空气煅烧再生对比氮气吹扫再生是更加合适的再生方法。一次空气煅烧再生吸附剂可以达到新鲜吸附剂吸附量的93.6%,四次再生吸附总量可以达到146.1 mg/g。对改性吸附剂进行表征分析得到,氯化铜盐相比铜铝化合物对磷化氢具有更好的反应活性,对化学吸附起主要作用。整个吸附再生过程可以当做一个催化氧化反应,磷被氧化成P₂O₅或H₃PO₄,所以吸附剂在再生后依然具备较好的磷化氢去除能力,吸附剂的逐渐失活主要是由于磷氧化物的堆积覆盖了吸附活性位点造成的。