[发明专利]一种去除三氟化氮中二氟二氮、四氟二氮的方法

说明书

本发明涉及一种去除三氟化氮中二氟二氮、四氟二氮的方法，属于三氟化氮纯化技术领域。本发明所述方法中，采用吸附有无机还原剂和碱性物质的多孔性材料作为吸附剂，利用多孔性材料的吸附作用以及其微孔的纳米效应大大提高常温常压下二氟二氮、四氟二氮与吸附剂的反应速度，实现在常温常压下去除三氟化氮中的二氟二氮、四氟二氮。本发明所述方法条件温和、去除效率高、生产连续性好、设备简单以及操作安全。

技术领域

本发明具体涉及一种在常温、常压下能够去除三氟化氮中二氟二氮、四氟二氮的方法，属于三氟化氮纯化技术领域。

背景技术

三氟化氮是一种重要的电子化工产品，主要用于集成电路蚀刻和清洗。目前主要采用电解法和化学反应法制备三氟化氮，这两种方法制备的三氟化氮中均含有二氟二氮、四氟二氮。当前去除二氟二氮、四氟二氮的方法主要有蒸馏、精馏法、热裂解法和化学吸收法。

CN03122352.4、CN200480009983.X等专利中，根据三氟化氮与二氟二氮、四氟二氮的沸点差异，用蒸馏法去除部分二氟二氮、四氟二氮。但三氟化氮中的二氟二氮、四氟二氮在液体状态下稳定性差，容易发生爆炸。

CN03122353.2、CN200480007748.9、KR20110128144、US19780894114等专利中，用高温将二氟二氮、四氟二氮分解成氟气、氮气，再对氟气、氮气进行处理。这种方法设备简单、不存在爆炸危险，但产生的剧毒性氟气存在安全隐患。

《三氟化氮纯化的新工艺》(宋海华，现代化工，2004年04期)、《国内外三氟化氮生产技术及市场分析》(龚海涛，有机氟工业，2009年第1期)等综述论文中，简单叙述了用化学吸收法去除三氟化氮中的二氟二氮、四氟二氮。这种方法反应速度慢，去除效率低。

发明内容

针对现有去除三氟化氮中二氟二氮、四氟二氮技术中存在的不足，本发明提供了一种去除三氟化氮中二氟二氮、四氟二氮的方法，该方法采用负载无机还原剂和碱性物质的多孔性材料作为吸附剂实现与二氟二氮、四氟二氮在常温常压下的氧化还原反应，该方法去除率高、生产连续性好、反应条件温和以及操作安全性高。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种去除三氟化氮中二氟二氮、四氟二氮的方法，所述方法步骤如下：

步骤1.在吸附柱内填充多孔性材料；

步骤2.浸渍液由吸附柱的上端进入并从吸附柱的下端流出，使浸渍液浸渍吸附柱中的多孔性材料；

步骤3.浸渍后，用氮气从吸附柱上端向其下端进行吹扫，至吸附柱下端无连续浸渍液液滴，再进行干燥，在吸附柱内形成吸附剂；

步骤4.三氟化氮粗产品从吸附柱的下端进并从吸附柱的上端出，三氟化氮粗产品中的二氟二氮、四氟二氮吸通过与附剂上吸附的无机还原剂发生反应而去除；检测出吸附柱上端出来的二氟二氮或四氟二氮含量超标后，停止向吸附柱中充入三氟化氮粗产品；

步骤5.用水从吸附柱上端向其下端进行冲洗，将吸附剂上失效的无机还原剂和碱性物质用水溶解清洗出来；再重复步骤2～4，完成吸附剂的再生后继续对三氟化氮粗产品进行纯化。

多孔性材料要满足比表面积≥200m²/g、粒径0.5mm～5mm、微孔直径0.1nm～5nm的要求。多孔性材料包括活性炭、活性氧化铝、分子筛或硅胶，其中以活性炭或分子筛为更适宜材料。这些多孔性材料有非常发达的微孔结构，能够将二氟二氮、四氟二氮吸附于吸附剂的微孔内表面，使二氟二氮、四氟二氮达到局部高浓度；同时，上述多孔性材料的微孔具有显著的纳米效应，能降低二氟二氮、四氟二氮的活化能，因此能大大促进吸附剂与二氟二氮、四氟二氮的氧化还原反应。

浸渍液是由无机还原剂、碱性物质以及水配制而成的水溶液，无机还原剂为亚硫酸钾、硫代硫酸钾或焦亚硫酸钾，碱性物质为氢氧化钾。