[实用新型]制备三氟化氮气体的电解槽

说明书

本实用新型公开了一种制备三氟化氮气体的电解槽，属三氟化氮制备领域，所述电解槽包括槽盖和槽体；槽体包括阳极室、阴极室和电解槽；所述阳极室与阴极室被挡板完全隔开且通过盐桥相连，电解槽对角加装氮气管道且电解槽与阴极室和阳极室连通；槽盖包括阳极出气口、阳极棒、挡板、盐桥、阳极氮气进口、阴极出气口、阴极氮气进口、阴极棒。本实用新型设计简单，成本低，结构合理，有效的防止阴阳极气体的混合，从而在根本上解决了电解槽爆鸣的问题，相同的体积下，极大的增加了电极板的数量，可以大规模的制备三氟化氮气体。

技术领域

本实用新型涉及三氟化氮制备领域，具体涉及一种制备三氟化氮气体的电解槽。

背景技术

高纯度的三氟化氮是微电子工业中的一种优良的等离子蚀刻气体，是半导体与LCD产业制造过程中必备的材料。现有技术中，制备NF3气体的主要方法为熔融盐电解法，在阴、阳两极产生气体，即：阳极产生NF3，阴极产生H2；为防止所述两极产生的气体混合爆炸，采用可隔离的裙板式电解槽。由于电解产生的气体从电极表面脱离存在飘逸角，为了防止阳极气体和阴极气体在裙板以下混合爆炸，裙板式电解槽的电极高度和电极间距比例受到限制。大规模生产三氟化氮需要大量的裙板式电解槽和占据大面积的土地，因此裙板式电解槽的空间利用率低。

目前，现有的解决方法是加装隔膜将阴阳极分开，如日本专利JP2006283158，采用聚四氟乙烯隔膜将阴阳极完全隔离。专利CN104962946，采用离子交换膜，防止阴阳极气体混合爆炸。然而，由于隔膜成本太高，不适合大规模推广。

实用新型内容

针对现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种制备三氟化氮气体的电解槽，所述电解槽成本低，利用密闭挡板将阴阳极室分开，能有效防止阴、阳极气体混合，从而稳定地制备三氟化氮气体。

为实现本实用新型的目的，所采用的技术方案如下：

提供一种制备三氟化氮气体的电解槽，其特征在于：所述电解槽包括槽盖和槽体；槽体包括阳极室、阴极室和电解槽；

所述阳极室与阴极室被挡板完全隔开且通过盐桥相连，电解槽对角加装氮气管道且电解槽与阴极室和阳极室连通；槽盖包括阳极出气口、阳极棒、挡板、盐桥、阳极氮气进口、阴极出气口、阴极氮气进口、阴极棒。

作为一种优选的方案，槽盖与槽体之间通过聚四氟乙烯密封圈绝缘，并且通过螺杆压紧密封；槽体外壁与夹套焊接。

作为一种优选的方案，阳极室放置多组阳极板，所述阳极板采用镍阳极板或碳阳极板，所述阳极板采用并联的方式，阳极板一端在阳极室内，另一端与阳极棒相连；

阳极室上部有槽盖密封，阳极气体出口、阳极氮气进口及电解液入口分别位于槽盖上；

作为一种优选的方案，阴极室放置多组阴极板，所述阴极板采用铁阴极板或碳阴极板，阴极板采用并联的方式，阴极板一端在阴极室内，另一端与阴极棒相连，阴极室上部有槽盖密封，阴极出气口、阴极氮气进口及电解液入口分别位于槽盖上。

作为一种优选的方案，阳极板和阴极板为泡沫状结构。

作为一种优选的方案，所述的挡板材质采用蒙乃尔合金或衬氟材质。

作为一种优选的方案，阳极室可放置8-10张阳极板，对应的阴极室可放置8-10阴极板。本实用新型有益效果

本实用新型提供了一种制备三氟化氮气体的电解槽及其应用，所述电解槽为挡板式电解槽，采用蒙乃尔合金或衬氟材质加工而成的挡板，将电解槽分为独立的阴阳极室，有效地防止阴阳极气体的混合，从而在根本上解决了电解槽爆鸣的问题，而且采用了U型管和盐桥的电解原理，加装阴阳极板组，相同的体积下，极大地增加了电极板的数量，产能可提高50％左右。最主要的是本实用新型成本低，可推广性强，适用于工业化大规模的制备三氟化氮气体。

附图说明