[發明專利]以四氟化鍺為原料制備高純鍺單晶中間體二氧化鍺的方法

有效

• 申請號: 202210780765.6
• 申請日: 2022-07-05
• 公開（公告）號: CN114853055B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 周紅艷;王晶;高林華;陳儉月;王珂
• 申請（專利權）人: 核工業理化工程研究院
• 主分類號: C01G17/02
• 分類號: C01G17/02
• 代理公司: 天津市宗欣專利商標代理有限公司 12103
• 代理人: 馬倩

1.一種以四氟化鍺為原料制備高純鍺單晶中間體二氧化鍺的方法，其特征在于：包括以下步驟：

（ⅰ）四氟化鍺水解反應

在冰水浴冷卻條件下，將四氟化鍺氣體通入超純水中，通氣完成開啟攪拌，直至溶液上方氣體全部溶解，水解反應完全，停止攪拌；

所述攪拌時，控制反應體系溫度為20℃~25℃；

（ⅱ）酸化除氟

向步驟（ⅰ）所得水解液中加入濃鹽酸，濃鹽酸加入完成后，開啟攪拌，并在加熱條件下進行反應；

所述加熱條件的具體溫度為70℃~80℃；

（ⅲ）氯化蒸餾

向步驟（ⅱ）所得反應物中加入濃硫酸，在攪拌條件下開始蒸餾，收集溫度在105±5℃的餾分，此餾分為四氯化鍺溶液；當四氯化鍺蒸出量減少時再加入濃硫酸繼續蒸餾，確定蒸餾結束后，停止加熱，將蒸出的四氯化鍺溶液冷卻；

（ⅳ）四氯化鍺水解反應

向步驟（ⅲ）所得四氯化鍺溶液中加入超純水，在冰水浴條件下攪拌，攪拌完成靜置，分離二氧化鍺沉淀，對沉淀進行洗滌、干燥后得到二氧化鍺產品。

2.根據權利要求1所述的以四氟化鍺為原料制備高純鍺單晶中間體二氧化鍺的方法，其特征在于：所述步驟（ⅰ）中超純水質量為四氟化鍺的通入質量的4~6倍。

3.根據權利要求2所述的以四氟化鍺為原料制備高純鍺單晶中間體二氧化鍺的方法，其特征在于：所述步驟（ⅰ）中四氟化鍺的通入速率為2.5g/min ~4g/min。

4.根據權利要求1所述的以四氟化鍺為原料制備高純鍺單晶中間體二氧化鍺的方法，其特征在于：所述步驟（ⅱ）中濃鹽酸的質量濃度為36%~38%。

5.根據權利要求1所述的以四氟化鍺為原料制備高純鍺單晶中間體二氧化鍺的方法，其特征在于：所述步驟（ⅱ）中水解液與濃鹽酸的質量比為1:2.5~2.7。

6.根據權利要求5所述的以四氟化鍺為原料制備高純鍺單晶中間體二氧化鍺的方法，其特征在于：所述步驟（ⅱ）反應結束的標準為尾氣吸收瓶中無氣泡產生。

7.根據權利要求1所述的以四氟化鍺為原料制備高純鍺單晶中間體二氧化鍺的方法，其特征在于：所述步驟（ⅲ）中濃硫酸的質量濃度為98%。

8.根據權利要求7所述的以四氟化鍺為原料制備高純鍺單晶中間體二氧化鍺的方法，其特征在于：所述步驟（ⅲ）中濃硫酸的加入質量為步驟（ⅱ）酸化除氟所得反應物質量的15%~25%。

9.根據權利要求8所述的以四氟化鍺為原料制備高純鍺單晶中間體二氧化鍺的方法，其特征在于：所述步驟（ⅲ）中當四氯化鍺蒸出量減少時加入的濃硫酸質量為2g ~5g，繼續蒸餾時間為10min~20min；所述步驟（ⅲ）待四氯化鍺完全蒸出后，再加入2g~3g濃硫酸，以檢驗四氯化鍺蒸餾是否完全，確定蒸餾結束。

10.根據權利要求1所述的以四氟化鍺為原料制備高純鍺單晶中間體二氧化鍺的方法，其特征在于：所述步驟（ⅳ）中超純水的加入體積為四氯化鍺溶液體積的6.5倍~7倍。

11.根據權利要求10所述的以四氟化鍺為原料制備高純鍺單晶中間體二氧化鍺的方法，其特征在于：所述步驟（ⅳ）中冰水浴條件下攪拌0.5h~2h，且洗滌時采用冷水洗滌，洗滌濾餅至洗液不含氯離子為止；干燥溫度為200℃。