一种六氟化铼的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种六氟化铼的制备方法，属于氟化工技术领域。该方法先通过调控氟化反应条件，使铼粉和三氟化氮主要生成六氟化铼和七氟化铼的混合物，生成其他价态铼氟化物的歧化反应基本可以避免；再通过调控还原反应条件，使七氟化铼与铼粉反应生成六氟化铼，避免七氟化铼和六氟化铼被还原成更低价态的铼氟化物。本发明专利技术所述方法操作简单、安全经济、合成转化率高，而且所制备的六氟化铼的纯度高于90wt％。

A preparation method of rhenium hexafluoride

【技术实现步骤摘要】
一种六氟化铼的制备方法
本专利技术涉及一种六氟化铼的制备方法，属于氟化工

技术介绍
铼是银白色金属，原子量186，熔点(3186℃)是钨和碳之后的第三高，沸点(5596℃)居于首位，密度排第四，非常坚硬、耐磨、耐腐蚀。铼金属的用途主要是利用“铼效应”，与钨、钼等制成合金，大大提升合金的强度和塑性性能，用量在4％～50％。其中，钨、铼合金被广泛应用于宇航、原子能、冶金、电子、石油化工等工业中。使用六氟化钨、六氟化铼以及氢气为源气体，采用化学气相沉积(CVD)法，还可以制备高质量的钨铼涂层，具有广泛的应用前景。随着铼金属的应用领域的不断扩展，六氟化铼的应用越来越多，成为一种重要的源料气体。在六氟化铼合成中，经常伴随着生成大量三氟化铼、四氟化铼、五氟化铼以及七氟化铼等副产物，导致后续处理成本增加，影响六氟化铼进一步纯化处理，杂质不容易除净。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术提供一种六氟化铼的制备方法，该方法通过优化氟化反应的条件，使产物主要为六氟化铼和七氟化铼；再调控还原反应的条件，使七氟化铼还原成六氟化铼。该方法工艺流程简洁，具有安全经济，合成转化率高，杂质少等特点。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的。一种六氟化铼的制备方法，所述方法包括以下步骤：(1)向装有铼粉的反应器中通入三氟化氮气体，在400℃～500℃反应温度以及0.1MPa～0.2MPa反应压力下进行氟化反应，采用冷凝器收集使生成的六氟化铼和七氟化铼凝华成混合固体，并排出产物中未冷凝的氮气及三氟化氮气体；(2)将步骤(1)收集的混合固体升华成气体后，再通入装有过量铼粉的反应器中，在100℃～150℃反应温度以及0.1MPa～0.5MPa反应压力下进行还原反应，将混合产物中的七氟化铼还原成六氟化铼，采用冷凝器收集生成的六氟化铼。进一步地，三氟化氮气体通入步骤(1)反应器的空速优选20h-1～50h-1。进一步地，混合固体升华成混合气体后通入步骤(2)反应器的空速优选5h-1～10h-1。进一步地，三氟化氮气体纯度为99vol％以上，其水分和氟化氢含量小于10ppm。进一步地，步骤(1)冷凝器的收集温度为-39℃～18℃，确保六氟化铼和七氟化铼能够凝华成固体，而未反应的残余三氟化氮以及生成的氮气为气体。进一步地，步骤(2)中冷凝器的收集温度为33℃～48℃，使六氟化铼为气体，而未反应完全的残余七氟化铼凝华成固体，有利于进一步提高六氟化铼的纯度。进一步地，步骤(1)和步骤(2)中的反应器以及冷凝器的材质均为蒙乃尔合金。有益效果：(1)铼粉在150℃时能开始氟化，随着温度升高，发生剧烈氟化反应并放出热量，铼粉可以氟化生成多种价态的铼氟化物(包括三氟化铼、四氟化来、五氟化铼、六氟化铼、七氟化铼等)；本专利技术通过调控氟化反应条件，使铼粉和三氟化氮主要生成六氟化铼和七氟化铼的混合物，生成其他价态铼氟化物的歧化反应基本可以避免；(2)本专利技术通过调控还原反应条件，可以避免七氟化铼和六氟化铼被还原成更低价态的铼氟化物；(3)本专利技术以铼粉和三氟化氮为原料，减少了杂质的引入，而且操作流程简单且安全经济，合成转化率高，并且所制备的六氟化铼的纯度高于90wt％，工业应用价值大。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步阐述，其中，所述方法如无特别说明均为常规方法，所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径而得。以下实施例中，三氟化氮气体纯度为99.9vol％，其水分和氟化氢含量小于10ppm。以下实施例制备六氟化铼所涉及的反应设备包括反应器Ⅰ、冷凝器Ⅰ、反应器Ⅱ以及冷凝器Ⅱ，反应器Ⅰ、冷凝器Ⅰ、反应器Ⅱ以及冷凝器Ⅱ的材质均为蒙乃尔合金；反应器Ⅰ的进气口与三氟化氮气源连接，冷凝器Ⅰ分别与反应器Ⅰ的出气口、反应器Ⅱ的进气口连接，冷凝器Ⅰ上还设有排空阀，反应器Ⅱ的出气口与冷凝器Ⅱ连接，冷凝器Ⅰ收集气体产物时的温度为-20℃～-5℃，冷凝器Ⅱ收集气体产物时的温度为35℃～45℃。将定量的冷凝器Ⅱ中所收集的六氟化铼溶解到水中，通过测试水溶液中的氟离子，再经过计算得到六氟化铼的纯度。实施例1(1)将5g铼粉平铺在反应器Ⅰ中，通入空速为20h-1～30h-1的三氟化氮气体，在400℃～430℃反应温度以及0.15MPa～0.2MPa反应压力下进行氟化反应，采用冷凝器Ⅰ收集产物，产物中的氮气及三氟化氮等气体通过排空阀排除，产物中的六氟化铼和七氟化铼液化成混合固体；(2)先将冷凝器Ⅰ中收集的混合固体加热升华成混合气体，再以5h-1～10h-1的空速通入装有10g铼粉的反应器Ⅱ中，在100℃～120℃反应温度以及0.1MPa～0.3MPa反应压力下进行还原反应，采用冷凝器Ⅱ收集产物，冷凝器Ⅱ中收集的六氟化铼气体纯度为91.2wt％。实施例2(1)将5g铼粉平铺在反应器Ⅰ中，通入空速为30h-1～50h-1的三氟化氮气体，在470℃～500℃反应温度以及0.1MPa～0.12MPa反应压力下进行氟化反应，采用冷凝器Ⅰ收集产物，产物中的氮气及三氟化氮等气体通过排空阀排除，产物中的六氟化铼和七氟化铼液化成混合固体；(2)先将冷凝器Ⅰ中收集的混合固体加热升华成混合气体，再以5h-1～10h-1的空速通入装有10g铼粉的反应器Ⅱ中，在130℃～150℃反应温度以及0.3MPa～0.5MPa反应压力下进行还原反应，采用冷凝器Ⅱ收集产物，冷凝器Ⅱ中收集的六氟化铼气体纯度为95.4wt％。实施例3(1)将5g铼粉平铺在反应器Ⅰ中，通入空速为30h-1～50h-1的三氟化氮气体，在440℃～460℃反应温度以及0.13MPa～0.15MPa反应压力下进行氟化反应，采用冷凝器Ⅰ收集产物，产物中的氮气及三氟化氮等气体通过排空阀排除，产物中的六氟化铼和七氟化铼液化成混合固体；(2)先将冷凝器Ⅰ中收集的混合固体加热升华成混合气体，再以5h-1～10h-1的空速通入装有10g铼粉的反应器Ⅱ中，在120℃～140℃反应温度以及0.2MPa～0.4MPa反应压力下进行还原反应，采用冷凝器Ⅱ收集产物，冷凝器Ⅱ中收集的六氟化铼气体纯度为92.3wt％。综上所述，以上仅为本专利技术的较佳实施例而已，并非用于限定本专利技术的保护范围。凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种六氟化铼的制备方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：/n(1)向装有铼粉的反应器中通入三氟化氮气体，在400℃～500℃反应温度以及0.1MPa～0.2MPa反应压力下进行氟化反应，采用冷凝器收集使生成的六氟化铼和七氟化铼凝华成混合固体，并排出产物中未冷凝的氮气及三氟化氮气体；/n(2)将步骤(1)收集的混合固体升华成气体后，再通入装有过量铼粉的反应器中，在100℃～150℃反应温度以及0.1MPa～0.5MPa反应压力下进行还原反应，采用冷凝器收集生成的六氟化铼。/n

【技术特征摘要】
1.一种六氟化铼的制备方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
(1)向装有铼粉的反应器中通入三氟化氮气体，在400℃～500℃反应温度以及0.1MPa～0.2MPa反应压力下进行氟化反应，采用冷凝器收集使生成的六氟化铼和七氟化铼凝华成混合固体，并排出产物中未冷凝的氮气及三氟化氮气体；
(2)将步骤(1)收集的混合固体升华成气体后，再通入装有过量铼粉的反应器中，在100℃～150℃反应温度以及0.1MPa～0.5MPa反应压力下进行还原反应，采用冷凝器收集生成的六氟化铼。


2.根据权利要求1所述的六氟化铼的制备方法，其特征在于：三氟化氮气体通入步骤(1)反应器的空速为20h-1～50h-1。


3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：张琴，张长金，杨万吉，王占卫，孟祥军，李翔宇，彭立培，胡帅，李丹丹，
申请(专利权)人：中船重工邯郸派瑞特种气体有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13