
六氟化硫是一种无色、无臭、无毒、不燃的惰性气体
六氟化硫是一种无色、无臭、无毒、不燃的惰性气体,以下是其详细介绍:
基本信息
- 化学式:SF₆
- 分子量:146.07
- CAS号:2551-62-4
- EINECS号:219-854-2
理化性质
- 物理性质 :
- 外观:无色无味气体。
- 熔点:-50.8℃。
- 沸点:-63.9℃(升华温度)。
- 密度:在20℃和0.1MPa时密度为6.1kg/m³,约为空气密度的5倍 ;液态密度1.88g/cm³(-50.8℃) 。
- 溶解性:微溶于水、乙醇、乙醚 。
- 化学性质 :
- 稳定性:分子结构呈八面体排布,键合距离小、键合能高,因此其稳定性很高,在温度不超过180℃时,它与电气结构材料的相容性和氮气相似。常温常压下稳定,有很好的热稳定性,不与氢氧化钠、液氨、盐酸及水起化学反应,300℃以下干燥环境中与铜、银、铁、铝不反应,500℃以下对石英不起作用,但250℃时与金属钠反应,-64℃时在液氨中反应,与硫化氢混合加热则分解,200℃时,在特定的金属如钢及硅钢存在下,能促使其缓慢分解 。
- 电负性:SF₆是强电负性气体,它的分子极易吸附自由电子而形成质量大的负离子,削弱气体中碰撞电离过程,因此其电气绝缘强度很高,在均匀电场中约为空气绝缘强度的2.5倍,且其灭弧能力约为空气的100倍 。
制备方法
- 直接合成法:经净化后的氟(含HF≤0.5%)和硫反应生成六氟化硫及少量的S₂F₁₀、SF₄、SF₂和S₂F₂等杂质气体,经水洗、碱洗除去绝大部分杂质气体,再经热解炉分解S₂F₁₀成SF₆和SF₄(300-350℃),然后经碱洗进一步除去杂质,净化后的SF₆气体经硅胶及分子筛干燥器干燥后,制得六氟化硫产品.
- 其他方法:还可以将硫、二氯化硫、一氯化硫、二硫化碳或硫化氢等加入到无水氟化氢中,以镍为阳极进行电解制得;或者使SO₂在过量的F₂中燃烧生成SF₆,产物通过装有水和热的10%KOH溶液的洗涤瓶纯化,最后用P₄O₁₀干燥等方法制备.
用途
- 电气领域:作为良好的气体绝缘体,被广泛用于电子、电气设备的气体绝缘,如高压开关、大容量变压器、高压电缆、粒子加速器及避雷器等设备中,从20世纪50年代末开始就用作高压断路器的灭弧介质,已大量取代了压缩空气和油 .
- 微电子技术领域:电子级高纯六氟化硫是一种理想的电子蚀刻剂,广泛应用于电脑芯片、液晶屏等大型集成电路制造中的等离子刻蚀及清洗剂,在光纤制备中用作生产掺氟玻璃的氟源,在制造低损耗优质单模光纤中用作隔离层的掺杂剂.
- 其他领域:在气象、环境检测及其他部门用作示踪剂、标准气或配制标准混合气;利用其化学稳定性好和对设备不腐蚀等特点,在冷冻工业上可用作冷冻剂(操作温度-45-0℃之间);由于对α粒子有高度的停止能力,还用于放射化学;此外还作为一种反吸附剂从矿井煤尘中置换氧.
健康与环境影响
- 对人体健康的影响:六氟化硫本身无毒,但在高浓度下会作为窒息剂对人体产生危害,导致呼吸困难、喘息、皮肤和黏膜变蓝、全身痉挛等症状,甚至窒息死亡。此外,在生活或使用过程中,六氟化硫可能会分解一些痕量的有毒硫的低氟化合物和氟氧化合物.
- 环境影响:六氟化硫是一种温室效应气体,其单分子的温室效应是二氧化碳的2.2万倍,是《京都议定书》中被禁止排放的6种温室气体之一.
安全注意事项
- 操作注意事项:密闭操作,局部排风。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴过滤式防毒面具(半面罩),远离易燃、可燃物,防止气体泄漏到工作场所空气中,避免与氧化剂接触,搬运时轻装轻卸,防止钢瓶及附件破损,配备泄漏应急处理设备.
- 储存注意事项:储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过30℃。应与易(可)燃物、氧化剂分开存放,切忌混储。储区应备有泄漏应急处理设备.
- 泄漏应急处理:迅速撤离泄漏污染区人员至上风处,并进行隔离,严格限制出入。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿一般作业工作服。尽可能切断泄漏源。合理通风,加速扩散.