氟化工--第五章 精细无机氟化工

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氟化工正在向精细、高端、优质并具有高附加值方向发展着，本文只就无机含氟精细化学品的高端产品市场现状作简单介绍并略作分析，因此类产品太多，只举其中一部分作为例子。生产技术则非重点。

内容如下

1. 氟气及下游产品

2. 氟气性质、用途及制备

3. 氟化石墨

4. 含氟电子化学品及特种气体

一、 氟气及下游产品

Ø利用氟可制成多种具有氟强氧化性的氟化剂，如高活性的ClF3和BrF3以及比较温和的IF5等。若直接使用氟气作为氟化剂，则可在氟气中适量加入氮气或氦气作稀释缓解剂。现场氟气产生的方式为半导体业界提供了一个对于传统的全氟化物为主的腔室清除法有市场潜力的替代方法。此法已趋成熟，然而仍具有许多新挑战。如安全性、稳定性、纯度和成本考量。采用一体化氟气供应策略对于追求安全、稳定供氟气和低成本的于客户，是一种有别于传统标准腔体清除化学的有效替代方法。

2同位素分离及核技术

Ø由于六氟化铀可以气化，适于用气体扩散法分离和浓缩铀的同位素，因此很多国家把制氟业和制氟技术视为需要保密的行业和限制使用的技术。此外用氟对烃类进行彻底氟化制成的全氟油或全氟脂，也是核燃料工业生产中关键的特种材料。

Ø3 六氟化硫

Ø六氟化硫虽是很强的氧化剂和氟化剂，但其表现出的惰性比氮气还高。 还是重要的气态绝缘介质，具有良好的耐热性、化学稳定性和电绝缘性，在

许多电器和电子设备，特别是大型变电设备上得

到日益广泛的应用。

Ø4 氟化石墨

Ø氟化石墨优于石墨和二硫化钼。在苛刻气氛和高速、高压、高温条件下也能充分显示出优异的润

滑性能，因此氟化石墨被认为是划时代的固体润

滑剂。

ÁÁ5氟化沥青

沥青氟化后被赋予许多新的特性，部分性质优于相关有机氟化物，它具有比聚四氟乙烯还低的表面能，是优良的疏水、抗油材料，并保持了沥青的可软化性和在相关溶剂中的可溶性，提供了必要的可加工性，是一种极有开发和利用价值的产品。

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6氟化纤维

氟化活性炭纤维具备了完全不同的性质，特点是表面能很低，具有特殊的表面结构。纤维氟化的优点是可以在常温常压下改性，这样就可以直接处理，降低成本。

Á根据氟化程度不同，其性质可以从金属（离子型化合物）变为半导体（半离子型化合物）到绝缘体（共价键层状化合物）。

ÁÁ7 氟氯烷（氟氯油）

氟氯油是随着原子能工业兴起而发展出来的产品，具有高度的化学稳定性，适宜在高温或腐蚀性氧化性强的环境中用作润滑材料。除润滑剂外，还可用作压力传递液、阻尼液等。

ÁÁ8 火箭推进剂的氧化剂

火箭需要强大的上升动力，这来源于推进剂的燃烧，而元素氟作为最强的氧化剂能在燃烧过程中起到高效的助燃作用。

9塑料表面或高分子端基氟化

Á经氟化改性的聚烯烃类容器的溶剂抗渗透性提高了4～500倍，效果十分显著，由于改性反应接触时间很短，因而容器的抗拉强度和抗冲击性能等均无明显变化，容器的颜色也可保持不变。

Á同样原理，还可用于氟聚合物及氟低聚物的端基处理，使高分子或低聚体的末端基由不稳定的官能团变成稳定的全氟基团。

ÁÁ10 氟化剂

元素氟能与绝大多数单质都可发生反应，因此是制备不同用途氟化剂的最佳原料。如三氟化氯、五氟化溴、三氟化钴、五氟化锑、二氟化银、三氟化硼、五氟化砷等，这些氟化剂比元素来得温和，更有利于控制氟化反应程度。

11 其他

ÁÁ电子工业：在微电子工业中常用的一些气体；医疗和医药：用氟与惰性气体按不同比例混合，可配置眼外科手术所需的准分子激光气；

Á全氟油脂和代血液原料。

二、氟气性质、用途及制备

1.氟气的物理性质

n氟气，元素氟的气体单质，化学式，淡黄色，氟气化学性质十分活

F

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泼，具有很强的氧化性，除全氟化合物外，可以与几乎所有有机物和无机物反应。工业上氟气可作为火箭燃料中的氧化剂，卤化氟的原料，冷冻剂，等离子蚀刻等。

氟气的发现

n1768年，马格拉夫研究萤石，发现它与石膏和重晶石不同，判断它不是一种硫酸盐，1771年化学家舍勒用曲颈瓶加热萤石和硫酸的混合物，发现玻璃瓶内壁被腐蚀。n1810年，法国物理学家安培根据氢氟酸的性质的研究指出，其中可能含有一种与氯相似的元素．化学家戴维的研究，也得出同样的结论。

n1813年，英国的戴维用电解氟化物的方法制取氟气，用金和铂做容器，都被腐蚀了。后来改用萤石做容器，腐蚀问题虽解决了，但却得不到氟气，而他则因患病而停止了实验。

氟气的发现

n接着爱尔兰的乔治·诺克斯和托马斯·诺克斯两兄弟先用干燥的氯气处理干燥的氟化汞，然后把一片金箔放在玻璃接收瓶顶部，反应产生了氟气而未得到氟气。在实验中，两兄弟都严重中毒。

n继诺克斯兄弟之后，鲁耶特对氟气作了长期的研究，最后因中毒太深而献出了生命，年仅32岁．法国的弗雷迷电解了无水的氟化钙、氟化钾和氟化银，虽然阳极上产生了少量的气体，但始终未能收集到。

n英国化学家哥尔也用电解法分解氟化氢，但在实验的时候发生爆炸，显然产生的少量氟气与氢发生了反应．他以碳、金、钯、铂做电极，在电解时碳被粉碎，金、钯、铂被腐蚀。

2氟气的安全与储运

Á氟气是一种毒性极高的强腐蚀性气体，在湿空气中易形成氟化氢或二氟化氢。氟的腐蚀性突出表现为强烈的酸性刺激性，其性质同氟化氢相似。

Á氟气属有毒压缩气体，宜储存于阴凉、通风仓内，仓内温度不宜超过30℃，并应远离火种、热源。氟气应与易燃或可燃物、金属粉末等分开存放。

3生产工艺

Á目前氟气制取主要通过电解无水氟化氢,

为增加电导率，通常采用氟化氢钾或者氟

化氢钾和氟化氢的混合物[n（KF）：n （HF）=1：3]，因为它们可在100℃自由熔融。电解槽中电解质可用蒸汽加热熔融。