制氟技术及氟的应用

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1、第40卷第7期广州化工Vol．40No．72012年4月GuangzhouChemicalIndustryApril．2012制氟技术及氟的应用张长金，王占卫，柳彤(中国船舶重工集团公司第七一八研究所，河北邯郸056027)摘要:氟是非常独特的元素，它赋予含氟材料和含氟化学品许多优异的性能，在国民经济领域应用广泛，因此研究制氟技术具有重要现实意义。本文主要介绍电解法、化学药剂法和等离子体裂解法制氟技术，并对每种技术的特点和研究现状进行分析，同时对氟气的应用进行概述。关键词:制氟;氟气;应用中图分类号:TQ124．2文献标识码:A文章编号:1001－9677(20

2、12)07－0045－03ReviewofFluorinePreparingTechnologyanditsApplicationZHANGChang－jin，WANGZhan－wei，LIUTong(The718ResearchInstitute，CSIC，HebeiHandan056027，China)Abstract:Fluorinewasauniqueelement，whichwaswildelyusedinmanyfields，anditmadematerialsandchemi-calmerchandisescontainedfluorineelem

3、entmoreexcellentperformances，soitwasfundamentaltoresearchfluorinegen-erating．Severaltechnologiesoffluorinepreparingwereintroduced，suchasfluorinegeneratedbyelectrolysiscells，chemi-calmethodorplasma．Meanwhile，characteristicsandprocessofthesetechnologieswereanalyzed．Theapplicationofflu-

4、orinewasreviewed．Keywords:fluorinepreparing;fluorine;application氟气是人类迄今为止发现的最活泼的物质，该物质具有极强的反应活性。它可以赋予含氟材料和含氟化学品许多优异的2制氟技术性能，在国防、信息、电子和化工领域应用广泛。如在核电工业2．1电解法制氟中可作为UF6的反应原料、可应用于半导体激光蚀刻、在化学气相沉积技术(ChemicalVaporDeposition，CVD)中作为反应腔室电解法是目前制氟技术中较成熟的技术之一。该技术最早［2］的清洗剂、还可作为某些精细化学品的合成原料等。因此，研制起

5、源于1886年，由法国科学家HenriMoissan发明。主要在电制氟技术具有重要意义。解槽中电解熔融态的无水HF和KHF2的混合物。添加KHF2的本文主要对氟气的性质及具体应用进行概述，并对传统电目的是改善HF溶液的导电性，增加电解效率。电解过程中，电解法、化学药剂法和等离子体裂解法等制氟技术进行分析。解槽阳极侧产生氟气，阴极侧产生氢气，其原理如下:－－阴极:2HF2+2e→H2+4F1氟气的性质－阳极:2F－2e→F2电解法制氟的工艺流程示意图如图1所示。氟气是一种具有刺激性气味的强氧化性气体。该气体常温下呈浅黄色，具有极强的毒性。氟气化学性质异常活

6、泼，几乎能与所有的元素发生反应，被誉为自然界中最活泼的物质。氟气能与水迅速反应生成氟化氢HF;由于其具强氧化性，会与油脂、纤维素及天然橡胶等有机物质和大多数金属剧烈反应，且反应过程中伴有大量的热生成。因此为降低反应温度，提高反应稳定性，往往通入惰性气体对氟气进行稀释。氟气强烈刺激鼻子、眼睛和呼吸道粘膜，美国卫生协会规定－6环境中氟气的允许浓度为10，即使在这种浓度下，当氟气与皮［1］肤接触有时也会引起烫伤、坏死，吸入时引起肺水肿、肺出血。另外，氟气能破坏骨质结构而导致骨病，人体若每天吸收20～80mg的氟气，10～20年将患上严重的骨裂病。因此，在使用和生图1电

7、解法制氟工艺流程示意图产氟气过程中，要格外注意安全。Fig．1Schematicofpreparingfluorinebyelectrolysiscells作者简介:张长金(1984－)，男，硕士，助理工程师，现主要从事特种气体的研发与生产。46广州化工2012年4月首先，在阳极为碳板或镍板的电解槽中添加一定比例的HF备氟气，K2NiF6、TiF4与BiF5的混合物加热制氟，均取得较好的和KHF2混合物，通常HF与KHF2的摩尔比控制在3∶1，调节实验效果。电解槽加热装置及冷却水流量使其温度控制在70～100℃，向目前，国内采用化学药剂法制氟技术主要由西北核技术

8、研［11］电解槽通电电解