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  • 四氯化硅

    四氯化硅(SiCl4),高纯四氯化硅为无色透明液体,纯度稍低的呈现微黄或者淡黄色,有窒息性气味。常温常压下密度1.48,熔点-70℃,沸点57.6℃,沸点随着压力增高而增高。在潮湿空气中水解而成硅酸和氯化氢。遇水时水解作用很激烈,也能和醇类起激烈反应。溶于四氯化碳、四氯化钛、四氯化锡。对皮肤有腐蚀性。用于制硅酸酯类、有机硅单体、有机硅油、高温绝缘漆、硅树脂、硅橡胶等,也用作烟幕剂。工业上大部分的制取由硅粉高温与氯化氢合成反应而得。

    编辑摘要

    基本信息 编辑信息模块

    中文名称: 四氯化硅 外文名: Silicon tetrachloride
    别名: 四氯化矽,氯化硅 化学式: SiCl4
    CAS号: 10026-04-7 SMILES: [Si](Cl)(Cl)(Cl)Cl
    摩尔质量: 169.90g·mol−1 外观: 无色液体
    密度: 1.483g/cm3 熔点: −68.74
    沸点: 57.65 警示术语: R:14-20-22-34-36/37/38
    安全术语: S:7-8-26

    目录

    物理性质/四氯化硅 编辑

    四氯化硅四氯化硅

    四氯化硅,别名为氯化硅、四氯化矽 ,分子式为SiCl4。无色或淡黄色发烟液体,有刺激性气味,易潮解。蒸汽压:55.99kPa(37.8℃) ,折射率为1.413,可混溶于苯、氯仿、石油醚等多数有机溶剂。 

    物性数据/四氯化硅 编辑

    1.性状:无色或淡黄色发烟液体,有刺激性气味,易潮解。

    2.熔点(℃):-70

    3.沸点(℃):57.6

    4.相对密度(水=1):1.48

    5.相对蒸气密度(空气=1):5.86

    6.饱和蒸气压(kPa):55.99(37.8℃)

    7.临界压力(MPa):3.59

    8.辛醇/水分配系数:1.77

    9.溶解性:可混溶于苯、氯仿、石油醚、乙醚等多数有机溶剂。 

    化学性质/四氯化硅 编辑

    分子球状模型分子球状模型

    与四氯化碳不同,四氯化硅与水迅速反应生成二氧化硅和氯化氢。该水解速率差异归咎于硅原子更大的原子半径、硅原子存在的3d轨道以及Si-Cl键较低的键能。

    SiCl4+ 2H2O → SiO2+ 4HCl

    与甲醇或乙醇反应则得到硅酸四甲酯硅酸四乙酯

    SiCl4+ 4ROH → Si(OR)4+ 4HCl

    高温下与硅发生归中反应

    Si+ SiCl4→ Si2Cl6+ 同系物[1]

    制备方法/四氯化硅 编辑

    工业上采用硅铁氯化法:先将硅铁加入氯化炉内,然后加热至300℃左右,以7.5 m3/h通人氯气进行反应生成四氯化硅,经冷凝后,得到粗品四氯化硅。将锑粉(为四氯化硅重量的0.05%)加入粗四氯化硅中进行精馏,经回流30 min然后取56~59℃的馏分,制得工业级四氯化硅成品。

    Si+2C12→SiCl4

    将工业级四氯化硅进一步精馏并长时间回流,可制得高纯四氯化硅。[2]

    研究发现/四氯化硅 编辑

    四氯化硅四氯化硅

    四氯化硅是1823年由永斯·贝采利乌斯首次发现。绿色能源太阳能的大规模开发利用,光伏电池原料多晶硅的用途越来越广泛,用量也越来越大,中国多晶硅产业呈现几何级数发展态势。中国各地有几十个千吨级多晶硅项目宣布动工或投产,然而,随着中国多晶硅总产量的逐年增多,多晶硅生产的副产物四氯化硅的安全和环保问题日益突出,如何安全处理四氯化硅已成为关系到多晶硅产业能否健康发展的关键问题。

    主要用途/四氯化硅 编辑

    四氯化硅是生产有机硅、白炭黑和三氯氢硅的原料,根据多晶硅企业的总体设计,副产物四氯化硅都要通过氢化工艺再转化为多晶硅的主要原料三氯氢硅。如果处理不当,会对环境造成污染。目前,国内大多数多晶硅企业对四氯化硅综合利用十分重视,千吨级以上项目大多配有四氯化硅氢化装置以及氯化氢氢气回收系统,副产物的回收率也普遍在95%以上。

    利用多晶硅工业副产物四氯化硅为原料生产的气相法白炭黑是一种纳米级的高新技术精细专用化学添加剂,广泛应用于橡胶、塑料、涂料、胶粘剂、密封胶等高分子工业领域。充分利用四氯化硅,能够降低多晶硅生产成本,达到多晶硅生产节能减排、洁净环保、循环利用的目的,进一步提高我国多晶硅生产企业的技术水平和市场竞争力,从而促进我国多晶硅工业快速健康发展。同时,四氯化硅又能为气相法白炭黑行业提供大量原料,从而促进我国气相法白炭黑行业的发展,进而推动我国的太阳能及其他高技术和新材料领域的健康发展。因此,多晶硅副产物的利用成为我国多晶硅行业的节能减排、清洁生产和可持续发展的重要环节。[3]

    SiCl4醇解,生产硅酸酯SiCl4 + 4HO-R ----Si(OR)4 + 4HCl;如果醇含有少量的水,则生成聚酯,如果是无水醇类,则生成正硅酸酯,其中正硅酸甲酯和正硅酸乙酯应用比较广泛,尤其是作为室温硫化硅橡胶的交联剂。硅酸乙酯可用于精密铸造,作为砂型的粘结剂;也可用来对金属表面渗硅,处理光学玻璃可提高透光度;完全水解后产生的极细氧化硅粉可用于制造荧光粉;还可用于制造耐热、耐化学品的涂料;用硅酸乙酯蒸气处理的金属表面可防腐防水。

    安全性/四氯化硅 编辑

    健康危害

    侵入途径:吸入、食入、经皮吸收。 

    健康危害:对眼睛及上呼吸道有强烈刺激作用。高浓度可引起角膜混浊,呼吸道炎症,甚至肺水肿。皮肤接触后可引起组织坏死。

    毒理学资料及环境行为

    急性毒性:LC508000ppm,4小时(大鼠吸入) 

    危险特性:受热或遇水分解放热,放出有毒的腐蚀性烟气。

    燃烧(分解)产物:氯化氢、氧化硅。

    泄漏应急处理

    疏散泄漏污染区人员至安全区,禁止无关人员进入污染区,建议应急处理人员戴自给式呼吸器,穿化学防护服。不要直接接触泄漏物,勿使泄漏物与可燃物质(木材、纸、油等)接触,在确保安全情况下堵漏。喷水雾减慢挥发(或扩散),但不要对泄漏物或泄漏点直接喷水。将地面洒上苏打灰,然后用大量水冲洗,经稀释的洗水放入废水系统。如果大量泄漏,最好不用水处理,在技术人员指导下清除。

    防护措施

    呼吸系统防护:可能接触其蒸气时,必须佩戴防毒面具或供气式头盔。紧急事态抢救或逃生时,建议佩带自给式呼吸器。

    眼睛防护:戴化学安全防护眼镜。

    防护服:穿工作服(防腐材料制作)。

    手防护:戴橡皮手套。

    其它:工作后,淋浴更衣。单独存放被毒物污染的衣服,洗后再用。保持良好的卫生习惯。

    急救措施

    皮肤接触:立即脱去污染的衣着,用流动清水冲洗15分钟。若有灼伤,就医治疗。

    眼睛接触:立即提起眼睑,用流动清水冲洗10分钟或用2%碳酸氢钠溶液冲洗。

    吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。注意保暖,保持呼吸道通畅。必要时进行人工呼吸。就医。

    食入:患者清醒时立即漱口,给饮牛奶或蛋清。立即就医。

    灭火方法:干粉、砂土。禁止用水。

    密封方法:在系统中可以用氟橡胶(FPM)密封[3]

    相关文献

    参考资料
    [1]^引用日期:2017-09-06
    [2]^引用日期:2011-12-15
    [3]^引用日期:2010-10-30

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