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三氟化硼的物理化学性质及用途
三氟化硼的物理化学性质及用途
三氟化硼为无机化合物,又称之为氟化硼。CAS号7637-07-2,分子式BF3,分子量67.81。无色气体,有窒息性,用作有机合成中的催化剂,也用于制造火箭的高能燃料。
基本资料
中文名称:三氟化硼
中文同义词:三氟化硼;三氟化硼(12%溶于甲醇);电子工业用三氟化硼;氟化硼, 99+%;三氟化硼, 99+%
英文名称:Boron trifluoride
英文同义词:BORON FLUORIDE;BORON TRIFLUORIDE GAS;BORON
TRIFLUORIDE;anca1040;BF3;Borane,trifluoro-;Boron fluoride (BF3);boronfluoride(bf3)
物理性质
不燃烧,不助燃。具有刺激性臭味的无色气体。可溶于有机溶剂。
化学性质
和水反应生成氟硼酸h[BF4],同时生成硼酸。在冷水中可溶解。在常温常压下为无色有毒腐蚀性气体。潮湿的BF3可腐蚀许多金属。最高容许浓度1mg/m3。和金属单质一般不反应,但可和许多物质形成加成化合物或烷基金属化合物。由硼与氟直接化合或由三氟化硼与碳的混合物在氟气流中加热制得,工业上用硼砂和萤石的混合物与浓硫酸作用得到三氟化硼。三氟化硼作为路易土酸在许多缩合、离子聚合、异构化等有机合成反应中常用作催化剂。硼同位素分离原料。在三氟化硼还是制备四氢硼酸盐的原料。
反应性极强,遇水发生爆炸性分解。与金属、有机物等发生激烈反应,冷时也能腐蚀玻璃。高毒。兼有氟化氢与硼两者毒性。
作用与用途
1.主要用作有机反应催化剂,如酯化、烷基化、聚合、异构化、磺化、硝化等。铸镁及合金时的防氧化剂。是制备卤化硼、元素硼、硼烷、硼氢化钠等的主要原料。还用于电子工业等。
2.高纯三氟化硼是电子、光纤工业的重要原材料之一,是半导体工艺中的重要掺杂源。在焊接镁材时用作焊剂,BF3能防止镁及其合金在熔融铸造时发生氧化作用,也可作钢或其他金属表面硼化处理剂的组分,还用作铸钢的润滑剂。BF3还可作为合成有机硼化物的原料,在许多有机反应和石油制品中,作为聚合、烷基化和冷凝反应的催化剂,BF3及化合物在环氧树脂中用作固化剂。可作为制备光纤预制件的原料。
3. 主要用于半导体器件和集成电路生产的离子注入和掺杂。
生产方法
1、氟硼酸钾、硼酐、硫酸法将氟硼酸钾和硼酐一起研磨均匀,按一定的配料比加入反应器中,再加入浓硫酸,不断搅拌,使固体和液体混合均匀,逐渐加热,到一定程度便有氟化硼产生。在温度达到40℃左右时,反应物开始沸腾,当温度达到93~130℃时,产生的气体最多。生成的氟化硼气体净化后进人收集器中。
化学反应方程式:6KBF4+B2O3+6H2SO4→8BF3+6KHSO4+3H2O
2、热分解法将精制氟硼酸钠为原料,加入到热分解器中,开始加热到384℃时氟硼酸钠分解,释放出的三氟化硼气体,经过净化后进入收集器中,制得高纯度三氟化硼。
NaBF4===NaF+BF3
安全措施
呼吸系统防护:正常工作情况下,佩带过滤式防毒面具(全面罩)。高浓度环境中,必须佩戴空气呼吸器或氧气呼吸器。
眼睛防护:呼吸系统防护中已作防护。
身体防护:穿带面罩式胶布防毒衣。
手防护:戴橡胶手套。
皮肤接触:立即脱去被污染的衣着,用大量流动清水冲洗。就医。
眼睛接触:立即提起眼睑,用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。
吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。
灭火方法:该品不燃。消防人员必须穿戴全身防火防毒服。切断气源。喷水冷却容器,可能的话将容器从火场移至空旷处。
灭火剂:干粉、二氧化碳。
泄漏应急处理:迅速撤离泄漏污染区人员至上风处,并立即隔离150米,严格限制出入。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿防毒服。尽可能切断泄漏源。合理通风,加速扩散。喷雾状水稀释、溶解。构筑围堤或挖坑收容产生的大量废水。如有可能,将残余气或漏出气用排风机送至水洗塔或与塔相连的通风橱内。漏气容器要妥善处理,修复、检验后再用。
其它:工作现场严禁吸烟、进食和饮水。工作毕,淋浴更衣。保持良好的卫生习惯。进入罐、限制性空间或其它高浓度区作业,须有人监护。
使用注意事项
侵入途径:吸入。
健康危害:急性中毒:主要症状有干咳、气急、胸闷、胸部紧迫感;部分患者出现恶心、食欲减退、流涎;吸入量多时,有震颤及抽搐,亦可引起肺炎。皮肤接触可致灼伤。
急性毒性:LC501180mg/m3,4小时(大鼠吸入)
亚急性和慢性毒性:动物亚急性和慢性毒性实验,主要引起呼吸道刺激、肺炎及肾小管变性;尿氟含量增加;可发生氟斑牙。
危险特性:化学反应活性很高,遇水发生爆炸性分解。与铜及其合金有可能生成具有爆炸性的氯乙炔。暴露在空气中遇潮气时迅速
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