Способ получения соединения графита с трифторидом брома
Союз Советских
Социалистических
Республик
< „ 710930 (61 ) Допол н ител ьнос к а вт. с вид-ву (22) Заявлено 03.07.78 (21) 2666061/23-26 с присоединением заявки ¹â€” (23) П риоритет— (51) М. Кл.
С 01 В 31/00
Вкударстввииый кеиитит
СССР по делан изабретеиий и втхритий
Опубликовано 25.01.80. Бюллетень № 3
Дата опубликования описания 30.01.80 (у) уд
661.666.1 (088.8) (72) Автор изобретения
10. И. Никоноров (71) Заявитель
Новосибирский государственный университет (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОЕДИНЕНИЯ ГРАФИТА
С ТРИФТОРИДОМ БРОМА
Изобретение относится к области получейия" галогенсодержащих соединений графита нреимущественно фторсодержащих, в частности соединений графита с трифторидом брома, которые могут быть использованы в качестве твердьгх фторирующих агентов для синтеза фторорганических и неорганических соединеHHA.
Известен способ получения соединения графита с трифторидом брома путем смачивания порошка графита с размером частиц менее
0,063 мм жидким трифторидом брома, вакуумирования смеси до давления 10 мм рт.ст. и нагревания до 49 — 183 С. На синтез требуется 44 — 48 ч, расход фторида брома составляет 24 г на 1 г графита. В результате получают соединение состава Сал BtF3, содержащего 24,7% фтора и разлагающегося нри 179 С (1) .
Основными недостатками способа являются его болыпая продолжительность и сложность, а также низкое содержание фтора в конечном продукте.
Известен также другой способ соединения графита с трифторпдом брома, согласно которому порошок графита обрабатывают жидким трифторидом брома при температуре от -40 до +20 С в течение 14 — 16 ч. На обработку
1 r графита расходуется 40 г трифторида брома. В результате получают соединение состава C9,9BrF..., содер>кашего 32,8% фтора, 27,0% брома и 40,2% углерода (2).
Недостатки данного способа заключаются в болыпой длительности и сложности процесса, использовании значительного избытка. трифторида брома, чем это требуется по стехиометрии, невысоком содержании фтора в соединении.
Целью изобретения является интенсификация, удешевление и упрощение процесса. увеличение содержания фтора в соединении.
Это достигается тем, что порошок графита обрабатывают газообразным трифторидом л о брома при температуре 50 — 127 С.
Отличительной особенностью способа является использование газообразного трифторида брома и проведение процесса при указанных
7109»0 изобретения
Формула
ННИИ11И Заказ 8946/14
Ф»».>п»а, ПП11 "Патент", г. Ужгород, ул. Проекп»ая, 4
3 температурах. В этом случае создаются условия для дозированной подачи трифторида брома, регулирования и контроля реакции с графитом и исключения возможнос»»» бурно.
ro ее протекания.
Проведение процесса при температуре менее
50 С нецелесообраэн0 из-за того, t»o в ко»»еч»»ом продукте содержание брома увеличиваетсл, а фтора уменыпается. Верхний предел проведения реакции ограничен температурой кипения фторида брома 127 С, при которой последний может подаваться в реактор фторнрования за счет давления собственных паро»», При этом может лишь изменяться скорость подачи газообразного фторида благодаря интенсификации кипения жидкого фторида, П р и M е р 1. Графитовый порошок марки
TK (0,3 г) с размером частиц 0,16-0,20 мм и зольностью 0,1% насыпают в никелевую лодочку, .которую размещают в никелевом горизонтальном реакторе, Жидкий трифторид брома заливают в испаритель и пропуска»от через него поток аргона со скоростью
80смз/мин Газовую смесь BrF> и Ar под давлением 5-10 мм рт.ст. подают в течение
2 ч в реактор, предварительно нагретый до температурь» 50-60 C. В результате обработки графита получают порошок зеленого цвета весом 0,75 г, содержащий 40,05% углерода
43,26% фтора и 16„69% брома.
Пример 2. Такой же графитовый порошок, что и в примере 1, весом 3 r засьша. ют в вертикальный pear.»op, в котором предварительно устанавливают никелевый держатель с отверстиями диаметром, меныцим диаметра частиц графита для прохода газа, 20 r трифторида брома нагрева»от в испарителе до температуры кипеш»я 127 t: и в газообразном виде в течение 30 мин про»»ускают через реактор. Избыточный» ВгРз tt газообразные продукты реакции собирают па выходе из реактора. В результате обработки графита получают порошок темно-зеленого цвета, который по данным химического, рентгеноструктурного анализов ИК-спектроскопии отвечает составу соединения Ct qBrF»» при межллоскостном расстоянии в структуре
6,14 А и содержании 45,23% фтора, 17,17% Gpo-. ма и 39,06% углерода. Соединение термически устойчиво до 260-280 С, не гидролизуется при хранении, Пример 3. Процесс ведут по примеру
1, но берут 18 г BrF и 12,1 r графитового порошка. При температуре кипения трлфторида брома в барботере, установленном на
Д выходе (после реактора фторирования и сборных ловушек) наблюдается выделение брома, что свидетельс»вует о взаимодействии графита с "арами Вг" з.
Газообразные продукты взаимодействия собирают и анализируют: наличия BrF> не обнаружено (т.е. наблюдается 100% его использова. ние), основная масса отходящих газон составляет бром„твердый продукт взаимодействия
»0 не однороден; нижний слой (примерно 1/3 по высоте загрузки) представляет порошок желто-серого цвета, содержащий фтора 40.73%, брома 15,18%,углерода 37,78%, остальная масса графитового поропгка превращается в
»5 продукт темного ц»зета (блеск, присущий исходному графиту, исчезает). При дополш»тельной обработке фторидом весь графит превращается в соединение графита с BrF
11олученное н соответствии с изобретением
20 соед"ление Ct z BrF > испытывают на реак:шон. ную способность по отношению к гексахлорбензолу (в сравнении с соединением, получаемым по прототипу) в закрытом автоклаве при 200-270 С на основе выхода фторуглерод»»ого соещп»е»»ия, представляющего собой
1-бром-2. фторгексахлорциклогексад»»ен-3,5.
Выход этого продукта увеличивается от
6,3Я с C„ BrF,» до 9,9% с С,,ВгЕ;,.
Таким образом. использование пзобрете30 ния позволяет: интенсифицировать получение соединения графита н трнфторида брома в
7-30 раз: упе»дев»»»ь и упростить процесс; увеличить количество фтора н соединении на
40 -45%, осушес»влят» наработку большего
3 количества п12одукте.
Способ получения соединения графита с грпфторнпом брома обработкой порошка гра40 фига трнфторидом брома, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью интенсификации удешевления и упрощения процесса»» увеличения количества фтора в соединении, обработку проводят газообразным трифторидом 6ро45 ма при температуре 50 — 127 С.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Опаловский А. А. и др.. Слоистые соединения графита с трифторидом брома и пента$0 фгоридом иода, Ж. Неорганической химии, т.ХЧ11, вып. 9, с, 2350 — 2353, 1972.
2. Земсков С. В. и др. Взаимодействие графита с жидким трифторнд >м брома. Леп.
ВИНИТИ, ИНХ СО AH СССР 1» 3023 — 74, ss 1974 (протот»лп) .
Тираж 565 Подписное
