碳醯氟

用於生產氟塑料等的化合物

碳醯氟,又名氟光氣、氟化羰、羰基氟、氟氧化碳、氧氟化碳等。高毒刺激性氣體,對皮膚及呼吸道粘膜具有強烈的刺激作用。能溶於水和乙醇。分子量66.01。可用於半導體製造裝置的清洗氣和刻蝕氣,有機化合物的氟化氣和原料以及有機合成的中間體、氟化劑,作為半導體製造裝置用的清洗氣需要高純度的COF2。

編號系統


CAS號:353-50-4

理化特性


外觀與性狀:帶有刺激性的無色氣體,遇水分解。
熔點(℃): -114
沸點(℃): -83
相對密度(水=1): 1.14(-114℃)
主要用途:用於生產氟塑料等。
禁配物:強氧化劑、潮濕空氣。

毒理學資料


急性毒性:LC50:270mg/m,4小時(大鼠吸入);972mg/m,1小時(大鼠吸入)
廢棄處置方法:根據國家和地方有關法規的要求處置。或與廠商或製造商聯繫,確定處置方法。

計算化學數據


1.疏水參數計算參考值(XlogP):0.8
2.氫鍵供體數量:0
3.氫鍵受體數量:3
4.可旋轉化學鍵數量:0
5.互變異構體數量:無
6.拓撲分子極性表面積:17.1
7.重原子數量:4
8.表面電荷:0
9.複雜度:29
10.同位素原子數量:0
11.確定原子立構中心數量:0
12.不確定原子立構中心數量:0
13.確定化學鍵立構中心數量:0
14.不確定化學鍵立構中心數量:0
15.共價鍵單元數量:1

製備方法


以CO和CO為原料的製造方法
1 CO電解氟化法
一種將CO通過氣泡發生器通入無水氟化氫中,利用電解氟化直接製備COF的方法。
製備過程:向電解槽中加入無水氫氟酸,進行預電解除去雜質(主要是水)。然後,加入10~100g氟化鈉,再往氣泡發生器里以 0.0005~0.01mol/min 通原料氣體CO,同時控制電壓5~7V,溫度10~18℃,陽極電流密度 1.5~3.5 A/dm左右進行電解氟化,電解槽中得到的氣體通過裝有氟化鈉的管子以除去氟化氫,再用液氮進行冷卻,就得到 COF粗氣,該方法中 COF的收率可達到 52.9%。
該方法的特點是:採用以多孔性氟化樹脂一類的物質(如聚四氟乙烯纖維布、濾紙或者濾布、多孔性聚四氟乙烯)為主體的氣泡發生器,通過氣泡發生器把原料氣體(CO)分散成微小氣泡吹入氫氟酸液體中,形成無數穩定的CO氣泡,氣泡擴散的同時進行電解氟化反應,通過調節反應條件可以控制生成物的組成。
2 CO與氟氣的直接氟化法
Georg Brauer 在文獻中報道了利用 CO 與F直接氟化生成 COF的方法,反應式為:CO + F→COF
Manfred Wechsberg 等也證明了 CO 與單質F在等摩爾的條件下發生反應能夠生成COF2。然而,以CO氣體和F為原料直接氟化合成 COF,生成熱大,如果 F在CO氣氛中反應,則存在劇烈爆炸的危險。因此,為了降低發生爆炸的危險,一般是利用在過量F的條件下,CO與F直接反應製得COF粗氣,同時CF4作為副產物就會出現在粗氣中。
Yuki Mitsui等在專利中介紹了一種在CO與F反應中通過抑制CF4產生,製備高純度、且低CF含量的 COF2的安全、簡便的方法。該專利主要是通過降低壓力或增加CO/F2的摩爾比,使反應器內部的溫度緩慢升高或通過 N稀釋F也能降低CF的產生,反應器內部的壓力控制低於大氣壓,優選在 85~95kPa之間。
3 CO與金屬氟化物反應法
J ·L·韋伯斯特在專利中提供一種採用金屬氟化物之類的含氟化合物與採用等離子體技術產生的處於激髮狀態下的 CO 反應得到氣態狀反應混合物,然後該氣態狀反應混合物急速冷卻,得到COF。該反應是通過激發含氟化合物和 CO進行的,反應方程式:金屬氟化物+CO→COF+金屬。
由於金屬是固體,COF是氣體,因而金屬可以與 COF分離,且生成的副產物很少,減少了雜質氣體的處理難度。
1.4 CO與F的直接氟化法
利用 CO與 F在氣相下直接發生反應製備COF。選擇 CO與 F的反應摩爾比在0.1~2 範圍內,控制反應溫度為 150~250℃,使 CO與 F發生反應。採用該方法製備 COF存在以下問題:①若 CO與 F的摩爾比過低,則F過量,生成CF的量就增多;反之,摩爾比過高,F的分壓就會降低,氟的活性也就降低,反應發生困難。②若反應溫度過低,則CO與 F反應較慢,引起反應率過低;反之,反應溫度過高,會產生大量的 CF,COF的含量就過低。採用該專利提供的方法製備 COF,儘管沒有用到具有毒性的 CO,但是由於收率過低,最高僅 47%,且氣體中會含有大量未反應的 CO,給 COF的提純凈化帶來困難,因此利用該方法進行工業化生產 COF還有一定困難,不是較為理想的製備方法。

用途


碳醯氟(COF)又稱羰基氟、氟光氣,可用於半導體製造裝置的清洗氣和刻蝕氣,有機化合物的氟化氣和原料以及有機合成的中間體、氟化劑,作為半導體製造裝置用的清洗氣需要高純度的COF。

急救措施


吸入:迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難,給輸氧。如呼吸停止,立即進行人工呼吸。就醫。

消防措施


危險特性:在水中分解放齣劇毒的腐蝕性氣體。具有強腐蝕性。
有害燃燒產物:一氧化碳、氟化氫
滅火方法:消防人員必須佩戴過濾式防毒面具(全面罩)或隔離式呼吸器、穿全身防火防毒服,在上風向滅火。迅速切斷氣源,用水噴淋保護切斷氣源的人員,然後根據著火原因選擇適當滅火劑滅火。儘可能將容器從火場移至空曠處。噴水保持火場容器冷卻,直至滅火結束。

泄漏應急處理


應急處理:迅速撤離泄漏污染區人員至上風處,並立即進行隔離,小泄漏時隔離150m,大泄漏時隔離450m,嚴格限制出入。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器,穿防毒服。從上風處進入現常儘可能切斷泄漏源。合理通風,加速擴散。漏氣容器要妥善處理,修復、檢驗后再用。

操作處置


操作注意事項:
儲存注意事項:儲存於陰涼、乾燥、通風良好的庫房。遠離火種、熱源。保持容器密封。應與氧化劑、食用化學品分開存放,切忌混儲。儲區應備有泄漏應急處理設備。應嚴格執行極毒物品“五雙”管理制度。

接觸控制


車間空氣有害物質接觸限值:ACGIH 5.4mg/m
短時間接觸限值:ACGIH 13mg/m
工程式控制制:嚴加密閉,提供充分的局部排風和全面通風。

個體防護


呼吸系統防護:空氣中濃度超標時,必須佩戴自吸過濾式防毒面具(全面罩)。緊急事態搶救或撤離時,應該佩戴空氣呼吸器。
眼睛防護:呼吸系統防護中已作防護。
身體防護:穿密閉型防毒服。
手防護:戴橡膠手套。
其他防護:工作現場嚴禁吸煙。保持良好的衛生習慣。注意檢測毒物。

運輸信息


危險貨物編號: 23035
UN編號: 2417
包裝類別: Z01
運輸注意事項:
鐵路運輸時須報鐵路局進行試運,試運期為兩年。試運結束后,寫出試運報告,報鐵道部正式公布運輸條件。鐵路運輸時應嚴格按照鐵道部《危險貨物運輸規則》中的危險貨物配裝表進行配裝。採用剛瓶運輸時必須戴好鋼瓶上的安全帽。鋼瓶一般平放,並應將瓶口朝同一方向,不可交叉;高度不得超過車輛的防護欄板,並用三角木墊卡牢,防止滾動。嚴禁與氧化劑、食用化學品等混裝混運。夏季應早晚運輸,防止日光曝晒。公路運輸時要按規定路線行駛,禁止在居民區和人口稠密區停留。鐵路運輸時要禁止溜放。

法規信息


國內化學品安全管理法規:化學危險物品安全管理條例 (1987年2月17日國務院發布),化學危險物品安全管理條例實施細則 (化勞發[1992] 677號),工作場所安全使用化學品規定 ([1996]勞部發423號)等法規,針對化學危險品的安全使用、生產、儲存、運輸、裝卸等方面均作了相應規定;常用危險化學品的分類及標誌 (GB 13690-92)將該物質劃為第2.3類有毒氣體。