[發明專利]四氟化鍺的制造方法

無效

• 申請號: 200980138501.3
• 申請日: 2009-10-27
• 公開（公告）號: CN102164857A
• 公開（公告）日: 2011-08-24
• 發明（設計）人: 梅崎智典;毛利勇;中原啟太
• 申請（專利權）人: 中央硝子株式會社
• 主分類號: C01G17/04
• 分類號: C01G17/04
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

技術領域

本發明涉及四氟化鍺的制造方法。

背景技術

作為四氟化鍺的制造方法，廣為人知的有：(a)使氟化銻與四氯化鍺反應的鹵素交換法(例如，非專利文獻1)；(b)將六氟化鍺酸鹽熱分解的方法(例如，非專利文獻2)；(c)利用氧化鍺與三氟化溴的反應的方法(例如，非專利文獻3)；(d)采用金屬鍺與氟氣進行的直接氟化法等。

然而，通過上述(a)、(b)及(c)方法得到的四氟化鍺中含有作為雜質的氟氯化鍺、HF、CO₂、CF₄、N₂、O₂等多種氣體。

另一方面，上述(d)方法中，由于可以取得高純度的金屬鍺、氟氣，因此能夠得到高純度的四氟化鍺。然而，如下述反應式(1)所示，因金屬鍺與氟氣的反應而產生的放熱量較大，因此，如果不將氟氣稀釋后導入，則反應會失控。

Ge+2F₂→GeF₄(ΔH₂₇₃＝-284.4kcal)????????(1)

此外，在冷卻捕集生成的四氟化鍺時，四氟化鍺的蒸汽壓即使在-80℃下也為2.6kPa以上，因此，為了提高捕集效率，需要使用極低溫的制冷劑。因此，在如上述(d)的方法那樣，在開放體系中進行金屬鍺的氟化反應時，難以進行反應的控制、制造效率的提高。

現有技術文獻

非專利文獻

非專利文獻1：H.S.Booth?et?al.J.Am.Chem.Soc.58，90(1936)

非專利文獻2：Inorganic?Syntheses?IV?147

非專利文獻3：H.J.，J.Chem.Soc.164(1950)

發明內容

發明要解決的問題

本發明的目的在于，提供能夠安全且高效率地進行金屬鍺與氟氣的直接反應來制造四氟化鍺的方法。

用于解決問題的方案

本發明人等經過深入研究，結果發現，通過在封閉體系內進行四氟化鍺的合成及冷卻捕集，能夠實現上述目的，從而完成了本發明。

即，本發明提供一種四氟化鍺的制造方法，其包括以下工序：向填充有金屬鍺和稀釋氣體的反應器中供給氟氣的工序；使從反應器放出的氣體通過冷卻捕集器從而捕集作為反應產物的四氟化鍺的工序；使通過冷卻捕集器的氣體再次返回到反應器而使其循環的工序。

反應器內的金屬鍺的溫度在100℃～400℃的范圍內是優選的。此外，從反應器放出的氣體中的氟濃度低于10.0vol％是優選的。

附圖說明

圖1是本發明的實施方式的四氟化鍺制造體系的簡略圖。

圖2是現有的四氟化鍺制造體系的簡略圖。

具體實施方式

以下，詳細敘述本發明。

本發明中，在封閉體系內進行四氟化鍺的合成及冷卻捕集。具體而言，向填充有金屬鍺和稀釋氣體的反應器供給氟氣，從而進行氟氣與金屬鍺的直接反應。使從反應器放出的氣體通過冷卻捕集器，從而捕集作為反應產物的四氟化鍺。利用泵等循環器使通過冷卻捕集器的氣體再次返回到反應器而使其循環。

對反應器中所填充的金屬鍺的形狀沒有特別的限定，可以使用塊狀或棒狀的金屬鍺。其純度會直接影響作為反應產物的四氟化鍺的純度，因此，理想的是為99.99％以上。

反應器中所填充的稀釋氣體只要是與氟氣的反應性低的氣體就沒有特別的限定，例如，可以使用氮氣、氦氣、氖氣、氬氣等。

反應器內的稀釋氣體的填充量只要使得反應器內存在稀釋氣體即可，沒有特別的限定。

此外，作為將金屬鍺氟化的原料氣體而使用的氟氣的純度也會直接影響四氟化鍺的純度，因此，理想的是為99％以上。

反應器所用的材質必須是鎳或蒙乃爾合金(Monel)之類的、至少在金屬鍺與氟氣的反應溫度下對氟氣顯示耐蝕性的材質。

反應溫度優選的是，反應器內的金屬鍺的溫度為100℃～400℃的范圍，更優選為200℃～300℃是適宜的。若超過400℃，則反應器的材質與氟氣的反應可能被促進，故不優選。

從反應器放出的氣體中的氟濃度可以通過調節向反應器填充的稀釋氣體的填充量、循環器的循環流量、以及氟氣的供給流量來適宜調整。從反應器放出的氣體中的氟濃度低于10.0vol％是優選的。為10.0vol％以上時，反應器內金屬鍺與氟氣的反應可能會失控，可能會損傷反應器的材質，故不優選。