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7775-41-9/氟化银的应用

背景[1][2]

氟化银化学式AgF。分子量126.87。无色或黄色立方系晶块或白色薄片状结晶块。像角质样 有弹性,难粉碎,但可锤成片或被剪开。具潮解性。受光线作用色变暗,故应贮存于有色玻璃瓶中。熔点435℃,沸点 约1159℃,相对密度5.85215.5。极溶于水,溶液呈中性,微溶于氨水,也可溶于氢氟酸。AgF可由碳酸银或氧化银与氢氟酸反应制备。 有机氟化学中常用氟化银来对不饱和键加成。例如,AgF在乙腈中与全氟烯烃反应,产物是全氟烷基银(I)衍生物。由碳酸银与氢氟酸作用而得。

应用[3][2][4][5][6]

氟化银可医用作强防腐剂,加入水中杀菌、消毒,也可用于有机化合物的氟化反应中。其应用举例如下:

1. 制备超净高纯氢氟酸。

高纯氢氟酸是半导体用电子化学品之一,主要应用于硅片的蚀刻,清洗等工艺。当前氢氟酸主要的检测项目有阴离子、阳离子、颗粒。氢氟酸的主要的分离提纯方法有水洗法、精馏法、螯合剂、树脂吸附、氧化剂除砷(高锰酸钾、双氧水、氟气等)等,主要关注点为去除氢氟酸中的砷。

其以工业级干态氟化氢为原料,使其在温度25℃~35℃以及压力0.08~0.12MPa下从储罐中导出,依次通过分子筛吸附、0.01μm滤芯过滤、1~2g/L的氟化钡水溶液以及0.1~1g/L的氟化银水溶液后,用超纯水吸收,并添加双氧水,保持在20℃~30℃下,循环搅拌至少1个小时;最后,控制蒸馏温度112.5℃~113.5℃、回流比2~4,进行精馏,精馏馏分经0.1μm滤芯循环过滤,即得。本发明的提纯路线设计合理巧妙,所得超净高纯级氢氟酸达到SEMIC12要求,且本发明工艺路线简单,操作方便,可实现氢氟酸稳定可靠的批量性生产。

2. 制备纳米氟化石墨。

氟化石墨是一种性能独特的新材料,其结构类似于石墨烯,表现出了优异的绝缘体或半导体特性,还可以通过控制氟化石墨片层的尺寸来实现对其带隙的控制。同时,类似于二维等规聚四氟乙烯,氟化石墨通过引入氟的改性,使其具有表面能与层间能低、电极性高、润滑性好、热中子吸收截面小等一系列独特的物理化学性能,在电池、核反应堆、润滑、除油、防污、防水等方面获得了越来越广泛的应用。

制备包括如下步骤:(1)将纳米石墨、柠檬酸和无水乙醇混合均匀后在120~130℃活化3~5h,将混合液的温度降至常温后,再向混合液中加入氟化银和五氟化碘,将混合液在37~52℃反应1.5~2h后,得反应产物;(2)真空抽滤所述反应产物得固体产物,将所述固体产物加入碘化钾溶液中,搅拌后过滤,所得滤渣经处理后,得预处理后的纳米石墨;(3)向所述预处理后的纳米石墨中通入氟、氮混合气,并在200~240℃反应1.5~2.5h后,得成品。本发明的方法与高温气相合成法相比,石墨层间化合物比石墨的活性更高,更容易与氟气反应,氟气的含量更高、反应温度也更低及安全性更高。

3. 合成二取代氟化咪唑类离子液体。

离子液体是指在一定温度范围内呈现液体的完全由离子构成的物质体系。离子液体作为离子化合物,由于其优异的性质:不燃、蒸汽压低、对有机和无机物良好的溶 解性、可操作温度范围宽(-40—300℃)、酸碱度可调等,所以在电化学、有机合成、催化、分离等领域被广泛的应用。离子液体在氢化反应中的优点是:反应速率比普通溶剂中快几倍;所用的离子液体和催化剂的混合液可以重复利用,研究表明离子液体起到溶剂和催化剂的双重作用。

该方法取等摩尔比的卤化咪唑和氟化银完全溶于水中,二者水溶液混合,发生复分解反应,生产二取代氯化咪唑和卤化银沉淀。再通过二次与反应溶液中的银离子充分完全反应,过滤沉淀,真空干燥,得到纯净的终产品。经AlCl3电化学实验证实,该方法得到的二取代氟化咪唑类离子液体能够电沉积铝镀层,无银析出。本发明是一种工艺简单、无有机溶剂、环境友好型、终产物纯度高、无废弃物的二取代氟化咪唑离子液体的合成方法。

氟化银的应用

4. 作为氟源利用六氟丙烯直接对芳基硼酸氧化七氟异丙基化。

该方法包括以氟化银为氟源,在铜盐的作用下,在室温和有机溶剂中,就可以将六氟丙烯和芳基硼酸转化为一系列含七氟异丙基的化合物,该反应也适用于烯基硼酸。本发明的方法通过一步反应高选择性的合成了一系列含七氟异丙基的化合物。七氟异丙基作为全氟烷基大家庭的一员,在诸多领域有所应用,如农药、材料以及催化剂设计等。其中,在农药的设计开发中应用最为广泛。

例如,氟虫双酰胺(flubendiamide),又名氟虫酰胺,商品名为垄歌,是日本农药株式会社于1998年研发的的一种含七氟异丙基的杀虫剂。该杀虫剂与昆虫细胞的鱼尼丁(Ryanodine) 受体作用,激活鱼尼丁受体细胞内钙离子释放通道,致使贮存钙离子的失控性释放,导致昆虫肌肉 组织内钙离子浓度上升,随即钙离子与肌钙蛋白结合,诱发肌肉纤维收缩,昆虫停止进食直至死亡。由于氟虫双酰胺选择性作用于鱼尼丁受体,因此它是一种对哺乳动物毒性很低的广谱性杀虫剂。

5. 制备一种碳化钛包覆秸秆基活性炭复合电极材料。

该电极材料由下列重量份的原料制成:硝酸锡2-3、二氧化硅1-2、乙酸锂2-3、氯铱酸铵1-2、三氟化铬1-2、氟化银1-2、硅烷偶联剂KH-5501-2、碳化钛3-5、聚苯胺复合材料3-5、秸秆1000-1200、无水氢氧化钾3-5、去离子水5-10;本发明的聚苯胺复合材料具有价格便宜、电荷密度高等的优点,添加到电极材料中能够提高导电性和储电性能;碳化钛具有高硬度、耐磨损和高导电的作用,添加到电极材料中有效的增强了电极材料的表面利用率、降低电阻、提高比电容量。

制备[2]。

1. 在铂皿中放入碳酸银,加入40%的氢氟酸使其完全溶解。将该溶液置于水浴上蒸发,接着移入砂浴上,用铂勺搅拌并蒸发至干制得氟化银。所得产品的纯度为92%~95%(含5%~8%的Ag2O)。整个合成过程应避光进行。

2. 在避免光线直接照射下将含7%氟化钾的冰醋酸溶液电解,用一个银板或银棒作阳极,用铂丝作阴.极。电解时电流应大于40毫安。阳极上生成的氟化银从电极上松落下来,聚集在电解容器的底部。将产物滤出,先后用冰醋酸和无水苯洗涤,然后置于真空干燥器中在室温除去沾附的苯,产率99.5%。用20伏电压、120毫安电流,在60分钟内可获得0.5克氟化银。

主要参考资料

[1]化合物词典

[2] CN201310051970.X一种超净高纯氢氟酸的制备方法

[3] CN201810650226.4一种低温制备纳米氟化石墨的方法

[4] CN201310637536.X一种二取代氟化咪唑类离子液体的合成方法

[5] CN201510225357.4一种利用六氟丙烯直接对芳基硼酸氧化七氟异丙基化的方法

[6] CN201510157617.9一种碳化钛包覆秸秆基活性炭复合电极材料及其制备方法