一种利用氟锗酸钡热分解制备高纯四氟化锗的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113526544A(43)申请公布日2021.10.22(21)申请号202110770649.1(22)申请日2021.07.07(71)申请人云南大学地址650091云南省昆明市翠湖北路2号申请人云南临沧鑫圆锗业股份有限公司(72)发明人柴皓茗普世坤张红萧熊浩邵雨萌尹国文罗中旭王东(74)专利代理机构昆明祥和知识产权代理有限公司53114代理人刘敏(51)Int.Cl.C01G17/04(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种利用氟锗酸钡热分解制备高纯四氟化锗的方法(57)摘要本发明属于四氟化锗制备技术领域，具体公开一种利用氟锗酸钡热分解制备高纯四氟化锗的方法，包括以下步骤：将可溶性二氧化锗溶解于氢氟酸溶液，制成氟锗酸溶液，所述氢氟酸的浓度为25mol/L，氢氟酸溶液和可溶性二氧化锗的摩尔比为6～6.25：1；在氟锗酸溶液中加入钡盐生成氟锗酸钡沉淀；将生成的氟锗酸钡沉淀使用无水乙醇清洗去除氟化氢残留，放入模具中压成块状，进行烘干，本发明使用氟锗酸钡在600℃～700℃可快速分解生成四氟化锗，锗的收率高，其固体副产物氟化钡具有非常广泛的应用领域和科学应用研究价值。其反应不需要氟气参与，对反应装置的要求低，配置简单，容易控制，其热分解生产的四氟化锗纯度高，杂质少。CN113526544ACN113526544A权利要求书1/1页1.一种氟锗酸钡的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将可溶性二氧化锗溶解于氢氟酸溶液，制成氟锗酸溶液，氢氟酸溶液和可溶性二氧化锗的摩尔比为6～6.25：1；S2：在氟锗酸溶液中加入可溶性钡盐生成氟锗酸钡沉淀；S3：将生成的氟锗酸钡沉淀使用无水乙醇清洗去除氟化氢残留，放入模具中压成块状，进行烘干。2.根据权利要求1所述的一种氟锗酸钡的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中的氢氟酸的浓度为25mol/L。3.根据权利要求1所述的一种氟锗酸钡的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中的钡盐为BaCl2或Ba(NO3)2。4.根据权利要求3所述的一种氟锗酸钡的制备方法，其特征在于，所述钡盐为BaCl2，BaCl2和氟锗酸溶液的摩尔比1.2～1.5:1。5.根据权利要求1所述的一种氟锗酸钡的制备方法，其特征在于，所述二氧化锗为6N高纯二氧化锗。6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的一种氟锗酸钡的制备方法所制备得到的氟锗酸钡在制备高纯四氟化锗中的应用。7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，包括以下步骤：将烘干后的氟锗酸钡放入石英管中，石英管一端封闭，另一端连接冷却收集器，在干燥氮气保护气氛下加热至600℃～800℃，反应时间1h～2h，氟锗酸钡通过热分解后生成四氟化锗，通过多次冷却收集后再抽真空获得高纯四氟化锗。8.一种高纯四氟化锗制备装置，其特征在于，包括依次使用管道连接的石英管、多级冷却收集器、收集瓶，所述石英管还连接有供氮装置、尾气吸收装置，所述石英管内置干燥后的氟锗酸钡块，所述尾气吸收装置内置处理液为水，所述多级冷却收集器带有真空抽吸口，压力表。9.根据权利要求8所述的一种高纯四氟化锗制备装置，其特征在于，所述高纯四氟化锗制备装置所使用的材料为蒙乃尔合金或哈氏合金。2CN113526544A说明书1/5页一种利用氟锗酸钡热分解制备高纯四氟化锗的方法技术领域[0001]本发明属于四氟化锗制备技术领域，具体涉及一种利用氟锗酸钡热分解制备高纯四氟化锗的方法。背景技术[0002]高纯四氟化锗主要用于核工业领域锗同位素分离的中间体，在半导体工业中可用作掺杂剂和离子注入剂，其主要有一下几种制备方法：[0003](a)单质金属锗与氟气反应：[0004]Ge+2F2→GeF4[0005](b)二氧化锗与三氟化溴反应：[0006]3GeO2+4BrF3→3GeF4+3O2+2Br2[0007]采用方法(a)申请号200980138501.3名称为四氟化锗的制造方法公开了一种四氟化锗的制造方法，采用稀释后的氟气与在料架上加热到一定温度的锗块进行反应，冷凝收集四氟化锗。该反应迅速并伴随大量放热，反应速率难以控制。其具体实施方法中，存在锗块反应热局部灼伤反应器的实例。其采用稀释氟气进行反应虽然可以有效控制反应速率，但不利于高效生产。且每次投料需要打开反应容器，增加了安全风险，对含有稀释气的氟气四氟化锗混合气进行冷凝也增加了资源浪费。[0008]在实际生产中，方法(a)所述四氟化锗制造方法受限于氟气的纯度。我国对氟气执行的标准GB/T26251‑2010最高纯度为99.0％，因氟气的性质活泼，皆采用氟氮混合气的方式进行充装，因此市面上较难获得能够生产高纯四氟化锗用的氟气。[0009]虽然方法(b)可以定量生产，但其副