氢化卤代硅烷的方法与流程

各种卤代硅烷在不同工业中找到用途。诸如三氯硅烷(hsicl3)的三卤代硅烷类可用作用于制造高纯度多晶硅的化学气相沉积(cvd)工艺中的反应物，通常用于太阳能电池(太阳能级多晶硅)和/或电子芯片(半导体级多晶硅)中，但还具有其他应用。可选择地，三卤代硅烷类可以在已知工艺中被水解以制备聚硅氧烷，例如树脂。

制备卤代的硅烷类如三卤代硅烷类的方法是本领域已知的。通常，卤代的硅烷类在商业上通过mueller-rochow直接法(mueller-rochowdirectprocess)生产，其包括在铜催化剂和各种任选的促进剂存在下使卤化氢经过零价硅(si⁰)。卤代硅烷类的混合物通过该直接法生产。

用于制造在该直接法中使用的si⁰的典型工艺由在电弧炉中的sio2的碳热还原组成。需要极高的温度来还原sio2，因此该工艺是能源密集型的。因此，si⁰的生产增加了用于生产硅烷类的直接法的成本。因此，存在对于更经济的生产硅烷类的方法的需求，所述方法避免或减少了使用si⁰的需求。

除了上述直接法之外，还已经公开了许多生产三卤代硅烷类的方法。已经通过在至少250℃的温度下，在有或没有其他催化剂的情况下，使四氯化硅(sicl4)、h2和/或hcl经过si⁰来生产三氯硅烷(hsicl3)。

虽然本领域描述了生产三氯硅烷的方法，但是这些方法具有一些限制。这些工艺中的许多使用si⁰。由于si⁰通常由二氧化硅的高能量密集型的碳热还原生产，所以使用si⁰增加了这些工艺的成本。其他方法需要多个处理步骤，其中由降低形成所需三卤代硅烷的方法的收率或选择性使重复的催化剂再生步骤是必需的。因此，存在对于更经济且更简单的制备三卤代硅烷类的方法的需求，所述方法避免或减少了使用si⁰的需求，具有更少的工艺步骤，和/或对氢化硅烷类(hydridosilanes)具有更均一的收率和/或选择性。

氢化卤代硅烷的方法包括：使具有式hasix(4-a)的卤代硅烷与催化剂组合物接触，在所述式hasix(3-a)中，a具有0至3的值，并且每个x独立地是卤素原子，并且其中如果a是0，则卤代硅烷还包含氢源，所述催化剂组合物包含至少两种不同的金属，其中所述至少两种不同的金属选自cu以及co、fe、ni和pd中的一种；其中在所述催化剂组合物中的cu与第二金属的比例是90:10至10:90；其中所述接触在足以氢化卤代硅烷的温度下进行；并且其中与采用以在所述催化剂组合物中金属的相同的总载量包含一种金属的催化剂组合物的方法相比，观察到被氢化的卤代硅烷的量的增加。

氢化四氯化硅的方法包括：使四氯化硅与包含选自cu、co、fe、ni和pd的至少两种不同的金属的催化剂组合物接触；其中所述两种金属的比例是75:25至25:75；其中所述接触在足以氢化所述四氯化硅的温度下进行；并且其中与采用以在所述催化剂组合物中的金属的相同的总载量包含一种金属的催化剂组合物的方法相比，观察到被氢化的四氯化硅的量的增加。

以下是附图的简要描述，其中相同的元件被相同地编号，并且所述附图对于本文描述的各种实施方案是示例性的。

图1是相对于基线转化率的绝对四氯化硅转化率增加对所测试的多种金属所添加的金属的浓度的图示。

图2是相对于基准转化率的绝对四氯化硅转化率增加对以1wt％的总金属浓度添加的多种金属的比例的图示。

冶金级硅(mg-si)通常含有约99％的硅和约1％的作为杂质存在的其他元素。冶金级硅中杂质的存在可以影响冶金级硅到生产级硅的转化，上述生产级硅例如太阳能级硅或半导体级硅。换句话说，杂质的存在可以限制可以从一定量的冶金级硅产生的太阳能级硅或半导体级硅的量。太阳能级硅或半导体级硅可以从冶金级硅在几个步骤中的转化来制造，包括卤代硅烷的氢化的步骤。与太阳能级硅相比，半导体级硅通常具有增加的纯度。使卤代硅烷与包含如本文所述的至少两种不同的金属的催化剂组合物接触，可以与采用以在所述催化剂组合物中的金属的相同的总载量仅包含一种金属的催化剂组合物的方法相比增加被氢化的卤代硅烷的量。增加卤代硅烷氢化的量可以增加从冶金级硅生产的生产级硅的量。

通常可以发现铜和镍在冶金级硅中是以约30至50百万分率(ppm)的量。对这些量的小的改变通常不影响卤代硅烷的氢化，例如在反应器中四氯化硅到三氯硅烷的氢化。催化剂例如铜、镍或铁可以被用于卤代硅烷的氢化。铁通常可以以0.4％的量存在于冶金级硅中，并且可以在反应器中积聚，这取决于反应器的设计。铁可以被用于催化卤代硅烷的氢化，但是其已经被发现在其有效性上具有限制。例如，即使使用10％的铁来氢化卤代硅烷，例如，使用含有10％铁的催化剂对四氯化硅的氢化，只能产生约15％的卤代的四氯化硅，其中理论平衡等于36％。因此，在产生的卤代的四氯化硅的量上的改进是期望的。

本文公开的是氢化卤代硅烷例如四氯化硅的方法。该方法可以包括使卤代硅烷与包含至少两种不同的金属的催化剂组合物接触，其中所述至少两种不同的金属可以选自铜(cu)以及钴(co)、铁(fe)、镍(ni)和钯(pd)中的至少一种。在催化剂组合物中的铜与第二金属的比例可以是90:10至10:90。接触可以在足以氢化卤代硅烷的温度下进行。采用这种方法，与采用以在所述催化剂组合物中的金属的相同的总载量包含一种金属的催化剂组合物的方法相比，可以观察到被氢化的卤代硅烷的量的增加。

如果存在氢源，则氢源可以包括h2，而h2与卤代硅烷的摩尔比可以是20:1至1:1。

卤代硅烷可以具有式hasix(4-a)，其中下标“a”可以具有从0至小于或等于3的平均值，并且每个x可以独立地是卤素原子。卤代硅烷可以选自一氯硅烷、二氯硅烷、三氯硅烷、四氯化硅或包含前述中的至少一种的组合。例如，卤代硅烷可以是四氯化硅。

催化剂组合物可以包括金属组合。金属组合可以包含至少两种不同的金属。该至少两种不同的金属可以选自：(i)铜(cu)和镍(ni)，(ii)cu和钯(pd)，(iii)cu和铁(fe)，(iv)cu和钴(co)，或(v)cu以及co、ni、pd和fe中的两种或更多种。金属组合中的每种金属的量可以取决于多种因素，包括接触步骤中所包括的特定的金属和温度。例如，当金属组合是cu和一种其他金属(例如，co、fe、ni或pd)时，cu的量可以上至金属组合的90％，例如上至80％，例如20％至80％，例如75％，以及例如50％，并且余量为co、fe、ni和pd之一。例如，在催化剂组合物中铜与第二金属的比例可以是90:10至10:90，例如80:20至20:80，例如75:25至25:75，例如50:50。催化剂组合物可以包含铜和镍。催化剂组合物可以包含铜和钯。

催化剂组合物可以被氢化为一氯硅烷、二氯硅烷、三氯硅烷或包含前述中的至少一种的组合。例如，卤代硅烷，例如四氯化硅，可以被氢化成三氯硅烷。

氢化的确切条件可以取决于硅的相图和所选择的至少两种不同的金属，然而，氢化可以在100℃至1,200℃，例如500℃至1,000℃，例如600℃至900℃，例如650℃至850℃，例如700℃至800℃，以及例如750℃的温度下进行，持续足以氢化卤代硅烷的时间。

采用含有至少两种不同的金属的催化剂组合物的、如本文所述的卤代硅烷的氢化可以与以在所述催化剂组合物中的金属的相同的总载量包含一种金属的催化剂体系相比提供被氢化的卤代硅烷的量的增加。在氢化卤代硅烷的方法中可以观察到在至少两种不同的金属之间的协同效应。不希望受理论束缚，但据信，在如本文公开的包含铜和镍的催化剂组合物中，硅的溶解度可以随着增加的镍含量而增加，并且铜镍合金可以表现出当镍含量和温度增加时吸收气体的强烈倾向。例如，包含比例为75:25的铜/镍的催化剂组合物通常比包含比例为25:75的铜/镍的催化剂组合物具有更少的吸收气体的倾向。例如，氢气溶解度可以随着增加的镍含量而增加，其中催化剂组合物中存在上至80％的镍。

当硅从床中被耗尽时，在卤代硅烷的氢化期间，本文所公开的催化剂的性能可以随时间而降低。不希望受理论束缚，但据信，该降低来自铜作为挥发性金属氯化物从反应器的一些损失和/或催化剂向非催化活性的物质的转化。然而，意外地发现，采用本文公开的方法和催化剂，当与仅包含一种金属例如铜的催化剂组合物相比时，可以更一贯地(consistently)维持卤代硅烷例如四氯化硅的氢化(即，四氯化硅向三氯硅烷的转化)。

可以以任何方便的形式提供至少两种不同的金属，例如金属形式，例如金属铜、金属铁、金属钴、金属镍和金属钯。金属形式可以是颗粒的混合物或合金。可选择地，金属盐，包括但不限于钴、铜、钯、铁和镍的卤化物、乙酸盐、硝酸盐和羧酸盐，可以按期望的比例混合，并且然后在升高的温度下用氢还原，通常大于300℃。可商购的金属盐的实例包括cucl2、cucl、nicl2和pdcl2。

至少两种不同的金属可以任选地被设置在载体上。载体的实例包括活性炭、二氧化硅和沸石。在其中需要高纯度的产品卤代硅烷的情况下，例如用于生产用于制造太阳能级或电子级多晶硅的三氯硅烷或四氯化硅的情况下，应避免某些载体。在所描述的条件下，基于碳的载体可以形成不期望的甲烷和其他碳副产物。无定形二氧化硅载体在所描述的条件下形成不期望的硅氧烷副产物。可选择地，高度结晶的并且在所描述的过程中不产生不期望的副产物的载体可以被用于生产具有高纯度的三氯硅烷。结晶二氧化硅和某些沸石，例如zeolitey或zeoliteβ产品(例如，从zeolystinternational以zeolystcbv780可商购获得的)，是可以被使用的示例性载体。

卤代硅烷通常具有式hasix(4-a)，其中下标“a”可以具有0至小于或等于3的平均值，并且每个x独立地是卤素原子。可选择地，下标a可以具有0至3的平均值。x可以是cl、br、f或i；例如cl、br或i；以及例如，cl。卤代硅烷类的实例包括氯硅烷(h3sicl)、二氯硅烷(h2sicl2)、三氯硅烷(hsicl3)、四氯化硅(sicl4)以及h3sicl、h2sicl2、hsicl3、sicl4中的两种或更多种的组合。可选择地，下标“a”可以是0，并且卤代硅烷可以是式six4的四卤化硅，其中x如上所述。四卤化硅的实例包括但不限于四氯化硅、四溴化硅、四碘化硅和四氟化硅。在一个实施方案中，四卤化硅是四氯化硅。卤代硅烷可以任选地进一步包含氢源，例如h2，而不考虑卤代硅烷的选择。

氢化可以在用于组合气体和固体的任何反应器中进行。例如，反应器构造可以是填充床、搅拌床(stirredbed)、振动床(vibratingbed)、移动床、再循环床或流化床。卤代硅烷与催化剂组合物接触的压力可以是低于大气压的、大气压的或超大气压的(super-atmospheric)。例如，压力可以是0千帕绝对压力(kpa)至3,500kpa，例如10kpa至2,100kpa；例如101kpa至2,101kpa；例如，101kpa至1,101kpa；例如，101kpa至900kpa；以及例如201kpa至901kpa。

当卤代硅烷中存在氢时，在与催化剂组合物接触的卤代硅烷中的氢与卤代硅烷的摩尔比可以是10,000:1至0.01:1，例如100:1至1:1，例如20:1至5:1，例如20:1至4:1，例如20:1至2:1，例如20:1至1:1，例如4:1至1:1，以及例如3:1至1.2:1。

对于卤代硅烷的停留时间可以足够长以使卤代硅烷与金属组合接触并氢化卤代硅烷，并且可以取决于多种因素，包括反应器尺寸和金属组合的粒度。例如，对于成分的足够的停留时间可以是至少0.01秒(s)，例如至少0.1s，例如0.1s至10分钟(min)，例如0.1s至1min，例如0.5s至10s，例如1min至3min，以及例如5s至10s。可选择地，对于将与卤代硅烷接触的催化剂组合物的停留时间可以是至少0.1min；例如至少0.5min；例如0.1min至120min；例如，0.5min到9min；例如，0.5min至6min。期望的停留时间可以通过调节h2和卤代硅烷的流速，或通过调节总反应器容积，或通过其任何组合来实现。

当氢存在时，h2和卤代硅烷可以被同时进料到反应器中；然而，也设想了其他组合的方法，例如通过单独的脉冲。在进料到反应器之前，h2和卤代硅烷可以被混合在一起；可选择地，可以将h2和卤代硅烷作为单独的流进料到反应器中。

催化剂组合物可以连同其他反应器条件一起以足够氢化卤代硅烷的量存在。如本文所使用的，“足够的量”的催化剂组合物是当卤代硅烷和任选的氢与催化剂组合物接触时足以氢化本文描述的卤代硅烷。例如，足够的量的催化剂组合物可以是至少0.01毫克的金属每立方厘米(mg/cm³)mg的反应器容积；例如至少0.5mg金属/cm³的反应器容积；例如，1mg金属/cm³的反应器容积至基于反应器容积的金属组合的最大堆积密度，例如，1mg至5,000mg金属/cm³的反应器容积，例如1mg至1,000mg金属/cm³的反应器容积，以及例如，1mg至900mg金属/cm³的反应器容积。

进行氢化持续的时间没有上限。例如，可以进行氢化持续至少0.1秒，例如，从1秒至5小时，例如，从1分钟至1小时。

本文描述的方法还可以包括在卤代硅烷与催化剂组合物接触之前吹扫含有卤代硅烷和催化剂组合物的反应器。可能存在的不需要的材料是例如o2和h2o。吹扫可以用惰性气体例如氩气、氮气或氦气，或用反应性气体(reactivegas)例如卤代硅烷诸如四氯化硅来实现，所述反应性气体与水分反应，从而将其除去。在使卤代硅烷与催化剂组合物接触之前的吹扫可以被完成以至少部分地除去可能存在于在金属组合中的金属上的任何氧化物层。该方法可以任选地还包括在卤代硅烷的氢化之后回收副产物和未反应的成分和/或未反应的反应物。例如，在卤代硅烷的氢化之后可以产生作为副产物的卤化氢，例如hcl。用催化剂组合物对卤代硅烷的氢化还可以产生包含h3sicl、h2sicl2、hsicl3、sicl4或h3sicl、h2sicl2、hsicl3、sicl4中的两种或更多种的组合的流出物。这些物质中的一些或全部可以通过诸如蒸馏的技术被回收。

该方法还可以包括在与催化剂组合物接触之前通过已知方法预热和气化卤代硅烷。当使用氢时，该方法还可以包括使氢鼓泡穿过卤代硅烷以在与催化剂组合物接触之前蒸发卤代硅烷。

该工艺还可以包括回收所生产的被氢化的卤代硅烷。可以通过例如从反应器中除去气态卤代硅烷和任何其他气体、随后通过蒸馏分离卤代硅烷来回收卤代硅烷。

根据本方法制备的卤代硅烷类的实例包括但不限于hsicl3、hsibr3和hsii3。本发明的方法可以由四卤化硅生产三卤代硅烷。由于四卤化硅，例如四氯化硅，是其他工业过程的副产物，并且可以使用比生产零价硅所需的能量更少的能量来生产，因此本发明的方法可以比使用si⁰生产三卤代硅烷的方法更经济。

本发明的方法产生三卤代硅烷，其可以被用于制备高纯度多晶硅或可以在已知的工艺中被水解以用于生产聚硅氧烷。高纯度多晶硅在例如太阳能电池和计算机芯片中找到用途，并且聚硅氧烷在许多工业和应用中找到用途。

通过以下非限制性实施例进一步说明了这些方法。

实施例

实施例1

在本实施例中，实验在相似的操作条件(例如，温度、压力等)下进行，其中包含四氯化硅和氢的组合物与冶金级硅和催化剂接触。所使用的催化剂包括铜(cu)、铜和镍的组合(cu/ni)、镍(ni)和铁(fe)。实验的结果在图1中图示，其中以百分比测量的、相对于基线的绝对四氯化硅转化率增加针对以重量百分比测量的、添加的金属的浓度作图。四氯化碳转化率的基线约为17％。如从图1中可以看出的，包含铜和镍的50:50组合的催化剂组合物相对于基线具有较高的绝对四氯化硅转化率增加。如从图1中还可以看出的，与单独的铜或镍相比，包含铜和镍的50:50组合的催化剂组合物相对于基线具有较高的绝对四氯化硅转化率增加，这表明在铜与镍之间的意想不到的协同效应，该协同效应在单独使用任一种时未被观察到。

实施例2

在本实施例中，测试了不同水平的铜和镍的四氯化硅转化率。结果在图2中图示。以重量百分比(重量％)测量催化剂的量并且转化的四氯化硅的量以百分比(％)被测量。催化剂从镍(ni)变为铜(cu)。

如在图2中可以看出的，转化的四氯化硅的量随着使用含有铜和镍的催化剂而增加，并且在转化的四氯化硅的量之间不具有统计差异，无论催化剂组合物含有50:50比例、25:75比例还是75:25比例的铜与镍。

本文公开的方法至少包括以下实施方案：

实施方案1：一种氢化卤代硅烷的方法，包括：使具有式hasix(4-a)的卤代硅烷与催化剂组合物接触，在所述式hasix(4-a)中，a具有0至4的值，并且每个x独立地是卤素原子，并且其中如果a是0，则卤代硅烷还包含氢源，所述催化剂组合物包含至少两种不同的金属，其中所述至少两种不同的金属选自cu以及co、fe、ni和pd中的一种；其中在所述催化剂组合物中的cu与第二金属的比例是90:10至10:90；其中所述接触在足以氢化卤代硅烷的温度下进行；并且其中与采用以在所述催化剂组合物中金属的相同的总载量包含一种金属的催化剂组合物的方法相比，观察到被氢化的卤代硅烷的量的增加。

实施方案2：如实施方案1的所述方法，其中如果存在所述氢源，则所述氢源包括h2，并且所述h2与所述卤代硅烷的摩尔比是20:1至1:1。

实施方案3：如实施方案1或实施方案2所述的方法，其中所述卤代硅烷选自一氯硅烷、二氯硅烷、三氯硅烷、四氯化硅或包含前述中的至少一种的组合。

实施方案4：如实施方案3所述的方法，其中所述卤代硅烷是四氯化硅。

实施方案5：如实施方案1至5中任一项所述的方法，其中在所述催化剂组合物中的cu与所述第二金属的比例是75:25至25:75。

实施方案6：如实施方案5所述的方法，其中在所述催化剂组合物中的cu与所述第二金属的比例是50:50。

实施方案7：如实施方案1至6中任一项所述的方法，其中所述催化剂组合物包含cu和ni。

实施方案8：如实施方案7所述的方法，其中cu与ni的比例是75:25至25:75。

实施方案9：如实施方案8所述的方法，其中cu与ni的比例是50:50。

实施方案10：如实施方案1至6中任一项所述的方法，其中所述催化剂组合物包含cu和pd。

实施方案11：如实施方案1至6或10中任一项所述的方法，其中cu与pd的比例是25:75至75:25。

实施方案12：如实施方案11所述的方法，其中cu与pd的比例是50:50。

实施方案13：如实施方案1至12中任一项所述的方法，其中所述卤代硅烷被氢化成一氯硅烷、二氯硅烷、三氯硅烷或包含前述中的至少一种的组合。

实施方案14：如实施方案13所述的方法，其中所述卤代硅烷被氢化成三氯硅烷。

实施方案15：如实施方案1至14中任一项所述的方法，其中氢化温度是100℃至1,200℃。

实施方案16：一种氢化四氯化硅的方法，包括：使四氯化硅与包含选自cu、co、fe、ni和pd的至少两种不同的金属的催化剂组合物接触；其中所述两种金属的比例是75:25至25:75；其中所述接触在足以氢化所述四氯化硅的温度下进行；并且其中与采用以在所述催化剂组合物中的金属的相同的总载量包含一种金属的催化剂组合物的方法相比，观察到被氢化的四氯化硅的量的增加。

实施方案17：如实施方案16所述的方法，其中氢化温度是100℃至1,200℃。

实施方案18：如实施方案16或实施方案17所述的方法，其中所述催化剂组合物包含cu和ni的组合或cu和pd的组合。

实施方案19：如实施方案18所述的方法，其中cu与ni的比例或cu与pd的比例是50:50。

实施方案20：如实施方案16-19中任一项所述的方法，其中所述四氯化硅被氢化成三氯硅烷。

为了本申请的目的，术语“硅合金”是指经验式为coccudfeenifpdgsih的材料，其中下标c、d、e、f、g和h代表存在的每种元素的摩尔量，并且c≥0，d≥0，e≥0，f≥0，g≥0，且h≥1；条件是c、d、e、f和g中的至少两个不为0，并且c、d和e中的至少一个不为0。

“金属的(metallic)”是指金属的氧化数为零。

“吹扫”是指将气流引入容器中以除去不需要的材料。

“处理”是指将气流引入容器中以在将组分与另一组分接触之前对该组分进行预处理。处理包括使硅和/或两种或更多种不同的金属接触，以在方法的步骤(1)中和/或在方法的步骤(2)之前还原或以其他方式活化它们，然后与包含卤代硅烷的成分接触。

“停留时间”是指组分在连续过程中穿过反应器系统所花的时间或组分在分批过程中在反应器中度过的时间。例如，步骤(1)中的停留时间是指当硅合金催化剂以连续过程穿过反应器系统时一个反应器容积的硅合金催化剂与包含卤代硅烷的成分进行接触期间的时间、或硅合金催化剂在分批过程中被放置在反应器内的期间的时间。可选择地，停留时间可以指在步骤(1)中对于一个反应器容积的反应气体穿过装有硅合金催化剂的反应器的时间。(例如，停留时间包括在步骤(1)中对于一个反应器容积的和包含卤代硅烷的成分穿过装有硅合金催化剂的反应器的时间、或在本文描述的方法的步骤(2)中对于一个反应器容积的卤代硅烷穿过装有反应物的反应器的时间。)

“硅合金催化剂”是指在本文描述的方法的步骤(1)中形成的和/或在本文描述的方法的步骤(3)中重新形成的固体产物。

“废催化剂”是指在步骤(2)之后(和在步骤(4)之后，当步骤(4)存在时)的硅合金催化剂。在步骤(2)(或步骤(4))之后的废催化剂含有的硅的量少于在步骤(1)之后并且在开始步骤(2)之前(或在步骤(3)之后并且在开始步骤(4)之前)的硅合金催化剂中的硅的量。废催化剂可以，或可以不，被排出，即废催化剂可以含有一些可以是或可以不是反应性的硅。

除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一(a)”、“一(an)”、和“所述(the)”包括复数指示物。“或”意指“和/或”。与量相关使用的修饰语“约”包括所陈述的值，并且具有由上下文所规定的含义(例如，包括与特定的量的测量相关联的误差度)。符号“±10％”表示所指示的测量值可以是从减去陈述的值的10％的量至加上陈述的值的10％的量。针对相同组分或性质的所有范围的端点是包括性的并且可独立地组合(例如，“小于或等于25重量％，或5重量％至20重量％”的范围包括“5重量％至25重量％”的范围的端点和所有中间值等)。除了较宽的范围之外，对较窄的范围或较具体的组的公开不是对该较宽的范围或较大的组的放弃。

后缀“(s)”旨在包括其修饰的术语的单数和复数二者，从而包括该术语中的至少一个(例如，一种或更多种着色剂(colorant(s))包括至少一种着色剂)。“任选的”或“任选地”意指随后描述的事件或情况可以发生或不可以发生，并且该描述包括其中该事件发生的情形和其中其不发生的情形。除非另有定义，否则本文使用的技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的技术人员通常理解的相同的含义。“组合”包括共混物、混合物、合金、反应产物及类似物。

将所有引用的专利、专利申请和其他参考文献通过参考以其整体并入本文。然而，如果本申请中的术语与被并入的参考文献中的术语相矛盾或冲突，则来自本申请中的术语优先于来自被并入的参考文献中的冲突术语。

虽然为了说明的目的已经阐述了典型的实施方案，但是上述描述不应被认为是对本文的范围的限制。因此，在不脱离本文的精神和范围的情况下，本领域技术人员可以想到各种修改、适应和替代方案。