[發明專利]一種電解制取六氟化硫的方法

有效

• 申請號: 201610216654.7
• 申請日: 2016-03-31
• 公開（公告）號: CN105755499B
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 王琪宇;王新
• 申請（專利權）人: 張玲
• 主分類號: C25B1/24
• 分類號: C25B1/24;C25B11/14
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• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種六氟化硫的制備方法，尤其涉及一種電解制取六氟化硫的方法。

背景技術

工業上SF₆通常是由電解產生的氟在高溫下與硫反應來制備的，除SF₆外，還生成少量的副產物。各種實現方式均相似，但是電解液有所不同。在無水氟化氫和強導電性溶質(如氟化鈉)存在下電解硫化氫、二硫化碳、氯化硫等無機共價硫化物可以得到SF₆。這種方法所耗電能大，由于氣體副產物較多，SF₆的分離和純化亦很復雜。電解法的陽極材料主要是鎳，但是鎳陽極腐蝕速度比較快，污染電解質，在電解槽底部形成底渣，同時，電解過程伴隨著電鍍過程，隨著時間的積累，鎳以海綿鎳的形式電鍍到陰極上，使陰極加厚，這樣就降低了電解槽的電流效率，為消除底渣和陰極電鍍對電解質的不利影響，必須對電解槽進行定期處理。由于鎳電極材料的價格遠高于碳電極的價格，并且鎳電極的價格仍在迅速上漲，隨著SF₆在集成電路方面的應用及各大生產企業的擴產、提高氣體質量，為了提高SF₆的競爭力，降低生產成本，更換應用時間更長、價格更低的碳電極成為一項不錯的選擇。

CN101949025A公開了一種采用電解合成法生產六氟化硫的技術，主要由制作一體的電解槽外殼、其內部腔壁連接套裝絕緣襯里，內部中間連接安裝其上設計有陽極下部穿孔和陽極上部穿孔的陽極，電解槽外殼頂部連接安裝其上設計有氫氣出口管和六氟化硫出口管的槽蓋，槽蓋沿電解槽外殼內部向下連接安裝裙板，裙板向下連接安裝深入到陽極池液中的隔膜，電解槽外殼的外圓上連接安裝陰極電極，并在其內部腔壁連接套裝絕緣襯里共有的穿孔連接安裝加料管，陽極連接陽極電極，總裝一體而構成。

CN102330109A公開了一種采用電解合成法生產六氟化硫的技術，將硫直接加到制氟電解槽中，配成KHF₂-HF-S混合物，電解熔融的此種混合物時，產生的氟立即與電解質中的硫反應而生成SF₆，加入硫后電解槽的電解電壓并不升高，也不引起電流損失。用此法制備SF₆時，由于陽極室內產生的氟立即與硫反應而消耗掉，故可防止因氟與氫混合而產生的爆炸，同時減少了電解槽排出的氣體量，從而也減少了氟化氫的帶出量，減輕了其回收裝置的負擔。此外，還可省去反應裝置。

現有氟化氫銨電解制取六氟化硫技術中，陽極效應主要是因為碳電極表面的碳-氟膜，雖然碳-氟膜可導電，但是陽極氣體易附著于碳-氟膜上，造成整個電解體系的導電電流急劇下降，需要尋找更高效的電極。

發明內容

本發明針對現有技術的不足之處，提供一種電解制取六氟化硫的方法。

制得納米鈰修飾碳電極，作為電解反應陽極使用；四氟化硫和氫氟酸配成電解液連續注入電解槽中，電解槽陽極為制得的納米鈰修飾碳電極，在適宜的電解溫度、壓力、電壓條件下電解，陽極生成氣體含有SF₆，SF₄以及一些微量雜質，該混合氣體經過業內公知的系列精制工藝，包括脫除雜質氟，除酸性雜質，再經過分子篩吸附SF₆，吸附后的SF₆再經過業內公知的脫雜質精制技術，得到高純的六氟化硫產品。

一種電解制取六氟化硫的方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟1、納米氧化鈰修飾碳電極的制備

將納米氧化鈰，納米氧化鈰質量10-15倍的硫酸(質量百分比濃度5-20)，納米氧化鈰質量百分比含量0.1-0.5的4-溴硼酸重氮苯四氟硼酸鹽，混合10-50分鐘制得懸浮液，將碳電極放入懸浮液中浸泡20-80h，然后加入納米氧化鈰質量1-5倍的間卟啉二甲酯、納米氧化鈰質量百分比濃度0.1-0.5的醋酸鈷，20-60℃浸泡20-80h，取出烘干，制得納米氧化鈰修飾碳電極，作為電解反應陽極使用。

步驟2、六氟化硫的制備

將四氟化硫和氫氟酸按摩爾比1-6∶1配成電解液連續注入電解槽中，電解槽陽極為步驟1的納米鈰修飾碳電極，電解溫度-60～-30℃，壓力0.5-5MPa，電壓20-50V，陽極生成氣體含有SF₆，SF₄以及一些微量雜質，該混合氣體經過業內公知的系列精制工藝，包括脫除雜質氟，除酸性雜質，再經過分子篩吸附SF₆，吸附后的SF₆再經過業內公知的脫雜質精制技術，得到高純的六氟化硫產品。