碳酰氟 :用于生产氟塑料等的化合物

更新时间:2024-09-20 16:46

碳是高毒刺激性气体,对皮肤及呼吸道粘膜具有强烈的刺激作用。可用于半导体制造装置的清洗气和刻蚀气,有机化合物的氟化气和原料以及有机合成的中间体、氟化剂,作为半导体制造装置用的清洗气需要高纯度的COF2。

毒理学资料

急性毒性:LC50:270mg/m,4小时(大鼠吸入);972mg/m,1小时(大鼠吸入)

废弃处置方法:根据国家和地方有关法规的要求处置。或与厂商或制造商联系,确定处置方法。

计算化学数据

1.疏水参数计算参考值(XlogP):0.8

2.氢键供体数量:0

3.氢键受体数量:3

4.可旋转化学键数量:0

5.互变异构体数量:无

6.拓扑分子极性表面积:17.1

7.重原子数量:4

8.表面电荷:0

9.复杂度:29

10.同位素原子数量:0

11.确定原子立构中心数量:0

12.不确定原子立构中心数量:0

13.确定化学键立构中心数量:0

14.不确定化学键立构中心数量:0

15.共价键单元数量:1

制备方法

以CO和CO为原料的制造方法

1 CO电解氟化法

一种将CO通过气泡发生器通入无水氟化氢中,利用电解氟化直接制备COF的方法。

制备过程:向电解槽中加入无水氢氟酸,进行预电解除去杂质(主要是水)。然后,加入10~100g氟化钠,再往气泡发生器里以 0.0005~0.01摩尔/min 通原料气体CO,同时控制电压5~7V,温度10~18℃,阳极电流密度 1.5~3.5 A/dm左右进行电解氟化,电解槽中得到的气体通过装有氟化钠的管子以除去氟化氢,再用液氮进行冷却,就得到 COF粗气,该方法中 COF的收率可达到 52.9%。

该方法的特点是:采用以多孔性氟化树脂一类的物质(如聚四氟乙烯纤维布、滤纸或者滤布、多孔性聚四氟乙烯)为主体的气泡发生器,通过气泡发生器把原料气体(CO)分散成微小气泡吹入氢氟酸液体中,形成无数稳定的CO气泡,气泡扩散的同时进行电解氟化反应,通过调节反应条件可以控制生成物的组成。

2 CO与氟气的直接氟化法

Georg Brauer 在文献中报道了利用 CO 与F直接氟化生成 COF的方法,反应式为:CO + F→COF

Manfred Wechsberg 等也证明了 CO 与单质F在等摩尔的条件下发生反应能够生成COF2。然而,以CO气体和F为原料直接氟化合成 COF,生成热大,如果 F在CO气氛中反应,则存在剧烈爆炸的危险。因此,为了降低发生爆炸的危险,一般是利用在过量F的条件下,CO与F直接反应制得COF粗气,同时四氟化碳作为副产物就会出现在粗气中。

Yuki Mitsui等在专利中介绍了一种在CO与F反应中通过抑制CF4产生,制备高纯度、且低CF含量的 COF2的安全、简便的方法。该专利主要是通过降低压力或增加CO/F2的摩尔比,使反应器内部的温度缓慢升高或通过 N稀释F也能降低CF的产生,反应器内部的压力控制低于大气压,优选在 85~95kPa之间。

3 CO与金属氟化物反应法

J ·L·韦伯斯特在专利中提供一种采用金属氟化物之类的含氟化合物与采用等离子体技术产生的处于激发状态下的 CO 反应得到气态状反应混合物,然后该气态状反应混合物急速冷却,得到COF。该反应是通过激发含氟化合物和 CO进行的,反应方程式:金属氟化物+CO→COF+金属。

由于金属是固体,COF是气体,因而金属可以与 COF分离,且生成的副产物很少,减少了杂质气体的处理难度。

1.4 CO与F的直接氟化法

利用 CO与 F在气相下直接发生反应制备COF。选择 CO与 F的反应摩尔比在0.1~2 范围内,控制反应温度为 150~250℃,使 CO与 F发生反应。采用该方法制备 COF存在以下问题:①若 CO与 F的摩尔比过低,则F过量,生成CF的量就增多;反之,摩尔比过高,F的分压就会降低,氟的活性也就降低,反应发生困难。②若反应温度过低,则CO与 F反应较慢,引起反应率过低;反之,反应温度过高,会产生大量的 CF,COF的含量就过低。采用该专利提供的方法制备 COF,尽管没有用到具有毒性的 CO,但是由于收率过低,最高仅 47%,且气体中会含有大量未反应的 CO,给 COF的提纯净化带来困难,因此利用该方法进行工业化生产 COF还有一定困难,不是较为理想的制备方法。

碳酰氟用途

碳酰氟(COF)又称基氟、氟光气,可用于半导体制造装置的清洗气和刻蚀气,有机化合物的氟化气和原料以及有机合成的中间体、氟化剂,作为半导体制造装置用的清洗气需要高纯度的COF。

急救措施

吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。

消防措施

危险特性:在水中分解放出剧毒的腐蚀性气体。具有强腐蚀性。

有害燃烧产物:一氧化碳氟化氢

灭火方法:消防人员必须佩戴过滤式防毒面具(全面罩)或隔离式呼吸器、穿全身防火防毒服,在上风向灭火。迅速切断气源,用水喷淋保护切断气源的人员,然后根据着火原因选择适当灭火剂灭火。尽可能将容器从火场移至空旷处。喷水保持火场容器冷却,直至灭火结束。

泄漏应急处理

应急处理:迅速撤离泄漏污染区人员至上风处,并立即进行隔离,小泄漏时隔离150m,大泄漏时隔离450m,严格限制出入。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿防毒服。从上风处进入现常尽可能切断泄漏源。合理通风,加速扩散。漏气容器要妥善处理,修复、检验后再用。

操作处置

操作注意事项:

储存注意事项:储存于阴凉、干燥、通风良好的库房。远离深圳市火种数字科技有限公司、热源。保持容器密封。应与氧化剂、食用化学品分开存放,切忌混储。储区应备有泄漏应急处理设备。应严格执行极毒物品“五双”管理制度。

接触控制

车间空气有害物质接触限值:ACGIH 5.4mg/m

短时间接触限值:ACGIH 13mg/m

工程控制:严加密闭,提供充分的局部排风和全面通风。

个体防护

呼吸系统防护:空气中浓度超标时,必须佩戴自吸过滤式防毒面具(全面罩)。紧急事态抢救或撤离时,应该佩戴空气呼吸器。

眼睛防护:呼吸系统防护中已作防护。

身体防护:穿密闭型防毒服。

手防护:戴橡胶手套。

其他防护:工作现场严禁吸烟。保持良好的卫生习惯。注意检测毒物。

运输信息

危险货物编号: 23035

UN编号: 2417

包装类别: Z01

运输注意事项:

铁路运输时须报铁路局进行试运,试运期为两年。试运结束后,写出试运报告,报铁道部正式公布运输条件。铁路运输时应严格按照铁道部《危险货物运输规则》中的危险货物配装表进行配装。采用刚瓶运输时必须戴好钢瓶上的安全帽。钢瓶一般平放,并应将瓶口朝同一方向,不可交叉;高度不得超过车辆的防护栏板,并用三角木垫卡牢,防止滚动。严禁与氧化剂、食用化学品等混装混运。夏季应早晚运输,防止日光曝晒。公路运输时要按规定路线行驶,禁止在居民区和人口稠密区停留。铁路运输时要禁止溜放。

法规信息

国内化学品安全管理法规:化学危险物品安全管理条例 (1987年2月17日国务院发布),化学危险物品安全管理条例实施细则 (化劳发[1992] 677号),工作场所安全使用化学品规定 ([1996]劳部发423号)等法规,针对化学危险品的安全使用、生产、储存、运输、装卸等方面均作了相应规定;常用危险化学品的分类及标志 (GB 13690-92)将该物质划为第2.3类有毒气体

参考资料

碳酰氟.物竞化学品.2017-11-22

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