[发明专利]在微反应器中还原卤代硅烷化合物的方法

说明书

背景技术

本发明整体涉及生成氢硅烷(hydrosilane)化合物的方法，并且更具体地，涉及在微反应器中生成氢硅烷化合物的一种方法。

硅的氢化物一般为本领域中已知的，并且包括至少一个硅键合氢原子。硅的氢化物，如四氢化硅或甲硅烷，用于多种应用，包括单质硅在衬底上的沉积。制备硅的氢化物的方法通常也是本领域中已知的。例如，硅的氢化物能够通过涉及卤代硅烷化合物的常规反应来制备。然而，这些常规反应是放热的，并需要持续的热量监测和散热。此外，常规反应中使用的催化剂以及硅的氢化物本身是自燃的，也就是说，这些化合物可以在空气或湿气中自发燃烧。因此，这些常规反应对设备和人的生命造成极大的隐患。

发明内容

本发明提供一种在微反应器中生成氢硅烷化合物的方法。该方法包括在微反应器中并且在有还原剂存在的情况下还原卤代硅烷化合物，以生成氢硅烷化合物。该氢硅烷化合物包括的硅键合氢原子比卤代硅烷化合物包括的(如果有的话)多出至少一个。进一步地，卤代硅烷化合物包括的硅键合卤原子比氢硅烷化合物包括的(如果有的话)多出至少一个。本发明还提供由该方法形成的氢硅烷化合物。

具体实施方式

本发明提供一种在微反应器中由卤代硅烷生成氢硅烷化合物的方法。通过本发明的方法生成的氢硅烷化合物可以用于多种应用，例如用于单质硅沉积的原材料。然而，氢硅烷化合物并不限于这样的应用。例如，通过本发明的方法生成的氢硅烷化合物可被用作聚合物基体的偶联剂。

如上介绍，氢硅烷化合物是由卤代硅烷化合物制备的。卤代硅烷化合物可以是具有至少一个硅键合卤原子的任意卤代硅烷化合物。例如，卤代硅烷化合物可以包含卤化甲硅烷化合物，即卤代硅烷化合物可以包括一个硅原子。作为另外一种选择，卤代硅烷化合物可以包含卤化聚硅烷化合物，即卤代硅烷化合物可以包含一个以上的硅原子，其中硅原子通常彼此键合。换言之，卤化聚硅烷化合物中的硅原子一般不通过氧原子分开，如传统硅氧烷中具有的Si-O-Si主链。卤代硅烷化合物可以包括不同类型的卤化甲硅烷化合物的混合物、不同类型的卤化聚硅烷化合物的混合物、或者卤化甲硅烷化合物和卤化聚硅烷化合物的混合物。当卤代硅烷化合物包括不只一个硅键合卤原子时，各卤原子可以独立地选自氟、氯、溴或碘；作为另外一种选择，每个卤原子可以独立地选自氯、溴或碘；作为另外一种选择，每个卤原子可以独立地选自氯或溴。多数情况下，所有卤代硅烷化合物的卤原子均为氯。

卤化甲硅烷化合物通常具有下述通式(1)：

R_aH_bX_4-a-bSi,

其中每个R独立地选自取代的烃基、未取代的烃基和氨基，每个X独立地为卤原子，并且a和b各自独立地为0至3的整数，前提条件是a+b等于0至3的整数。

由于a+b等于0-3的整数，卤化甲硅烷化合物隐含包括至少一个硅键合卤原子，该卤原子由上述通式中的X表示。