Способ получения фторфосфиновых соединений металлов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик .

ОП ИСАИ ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСК©МУ СВИ ВТВЛЬСТВУ

<щ893859 (61) Дополнительиое K авт. свид-ву (22) Заявлено об02.80 (21) 2Э2312Эд 3-2б (5Цм. клз с присоединением заявки ИЯ

С 01 В 25/10

Государетвеиимй комитет

СССР

«о делам изобретений и открмтий (23) Приоритет

Опубликовано 301281, Бюллетень HB 48

Дата опубликования описания 3012.81 (53) УДК 661. б. .638(088.8) Г.A.Äîìðà÷åâ, В.Д.Климов, О.A.Åóøëÿíñêèé, В.A.Ëåãàñîâ, A.К.Лобоцкий, A.È.Hàñòþõà и С.С.Хорошев . (72) Авторы изобретения (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФТОРФОСФИНОВЫХ

СОЕДИНЕНИЙ МЕТАЛЛОВ

Изобретение относится к криоген- ной химии и может быть использовано

) при получении фторфосфиновых соединений металлов, применяемых в технике разделения изотопов металлов, при получении металлических пленок и в качестве катализаторов.

Известен способ получения трифтор-, фосфинов железа, никеля, хрома, платины, молибдена, вольфрама при 40400 атм и 100-300оС (1) °

Недостатком известного способа является низкий выход продукта, составляющий 12-15%.

Наиболее близким по технической 15 сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ получения трифторфосфинов металлов, заключающийся в том, что металл термически испаряют в тиглях при 1000- 2ц

1300 С и 10 -10 мм.рт.ст., конденсируют пар металла совместно с фторфосфином на поверхности, охлаждают

-до 77 К жидким азотом, затем разогревают конденсат и выделяют продукт. ри этом образуются фторфосфиновые соединения металлов с выходом 2510аа (2).

Однако известный способ неприменим для получения фторфосфиновых соеди- 30 нений тех металлов, которые имеют высокую температуру плавления, например вольфрам, или низкое давление паров при температуре плавления в сочетании с агрессивностью, в расплавленном состоянии, например уран. Химическая активность расплавленного урана сокращает ресурс работы тиглей, кроме того, при температуре плавления металлов неизбежно загрязнение продукта материалом тиглей.

Применение высоких температур создает дополнительные трудности, связанные с выделением лучистой энергии, количество которой пропорционально четвертой степени абсолютной температуры. Это излучение разрушает конденсат, что приводит к слипанию атомов, образованию агрегатов и понижению выхода продукта. При этом протекают также нежелательные фотохимические процессы.

Цель изобретения — снижение температуры процесса при получении фторфосфиновых соединений вольфрама и урана.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения фторфосфиновых соединений металлов, включакщем испарение металла в вакууме, 893859

Составитель А.Машкевич

Техред Т; Маточка КорректорГ.Решетник

Редактор В.Петраш

Заказ 11380/36 Тираж 508 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 совместную конденсацию паров металла и фторфосфина на охлаждаемой жидким азотом поверхности с последующим разогревом конденсата и выделением продукта,исиарение металла осуществляют катодным распылением.

Применение катодного распыления позволяет поддерживать температуру металла 100-150 С и осуществлять его испарение со скоростью 20-40 мг/ч см.

Способ осуществляется следующим образом.

Синтез ведут в вакуумной камере, содержащей анод и полый катод, выполненный иэ металла, входящего в состав продукта. Камера снабжена так же охлаждаемой жидким азотом поверх- t5 ностью для конденсации паров металла и фторфосфина. Через полый катод в

Камеру поступает инертный газ (Ar, Kr, Хе), причем давление внутри катода поддерживают 5 ° 10 MM рт.ст., 20 а в камере n 2 .10" мм рт. ст.

При напряжении 1000-2000 В между электродами поджигают разряд, который иониэирует инертный газ. Ионы инертного газа бомбардируют материал катода. При этом металл испаряется, создавая поток 20-40 мг/см .ч. Газо2 образный трийторфосфин с содержанием примесей 10 % по трубке подают на поверхность, охлаждаемую жидким азотом, нри этом отношение PFg:Ме составляет З

100-1000. Подачу трифторфосфина осуществляют либо перед катодным распыдением, либо одновременно. Пары металла и трнфторфосфина совместно конденсируют на охлаждаемой жидким азотом поверхности либо в виде гомогенной смеси, либо слоями. Затем прекращают разряд и разогревают конденсат до комнатной температуры, при этом происходит синтез продукта. Избыточный трифторфосфин удаляют откачкой.

Продукт анализируют на масс-сиектрометре, снимают ИК- и электронный спектр с целью идентификации полученного вещества.

Пример 1. Полый катод вы олняют иэ урана с содержанием примесей

0,1%. При токе разряда 50 мА и напряженин 2000 В -скорость подачи пара урана составляет 15 мг/ч. Трифторфос- фин подают в камеру в стократном избытке к металлу — около 0,5 л/ч, температура катода не превышает 100 С.

Производительность по продукту составляет 30 Mr/ч. Выход по урану 100% °

Пример 2. Полый катод выполняют иэ вольфрама. При токе разряда

100 мА и напряжении 1000 В скорость распыления вольфрама составляет

15 мг/ч. Скорость подачи PF> 1,8 л/ч, при этом PF9/Ие=1000. Температура катода не превышает 150 С. В течение 1 ч получают 50 мг соединения с выходом

100% по металлу.

Из приведенных примеров видно, что предлагаемый способ позволяет снизить температуру испарения металла на

900-1200 С.

Искусственное охлаждение полого катода позволяет снизить температуру испарения металла до 20-50 С.

Применение предлагаемого способа позволяет получать фторфосфиновые соединения ряда металлов, имеющих важное прикладное применение в технике разделения изотопов металлов, для получения металлических пленок, в качестве катализаторов и т.д.

Формула изобретения

Способ получения фторфосфиновых соединений металлов, включающий испарение металла в вакууме, совместную конденсацию паров металла и фторфосфина на охлаждаемую жидким азотом поверхность с последующим разогревом конденсата и выделением продукта, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса за счет снижения температуры при получении фторфосфиновых соединений вольфрама и урана, испарение металла осуществляют катодным распылением.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Kruck V. Th. "Angew. Chem", 19б7, 79, М1, с.27.

2. Timms P.L. Chem. Comm, 1969, с.1033.