Способ получения фторфосфиновых соединений металлов

Союз Советских Социалистических РеспубликОП ИСАИ ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКМУ СВИ ВТВЛЬСТВУ(5)м (лз с присоединением заявки ИЯ С 01 В 25/10 Государетвеиимб комитет СССР ио делам изобретений и открытий(23) Приоритет Опубликовано ЗЫ 2,81.,Бюллетень ЙВ 48Дата опубликования описания 3 012.81 Щ УДК 661. б. . 638 (088. 8) Г.А,Домрачев, В.Д,Климов, О.А.Кушлянский, В.А.Легасов, А.К.Лобоцкий, А,И.Настюха и С.С,Хорошев .) Заявитель 4) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФТОРФОСФИНОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ МЕТАЛЛОВлЬ пособ неприменимФиновых соедиум Изобретение относится к криоген- ной химии и может быть использовано)при получении ФторфосЖиновых 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 40- 400 атм и 100-ЗООоС (,1Недостатком известного спосо является низкий выход продукта, оставляющий 12-15%.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ полу чения трифторфосфинов металлов, заключающийся в том, что металл термически испаряют в тиглях при 1000- 1300 фС и 10 -10мм.рт.ст конденсируют пар металла совместно с ФторФосфином на поверхности, охлаждают до 77 К жидким азотом, затем разогре вают конденсат и выделяют продукт. При этом образуются Фторфосфиновые соединения металлов с выходом 25- 10 аа Г 2.Однако известный сдля получения Фтор 9 ос нений тех металлов, которые имеютвысокую температуру плавления, например вольфрам, или низкое давление паров при температуре плавления в сочетании с агрессивностью, в расплавленном состоянии, например уран. Химическая активность расплавленногоурана сокращает ресурс работы тиглей, кроме того, при температуреплавления металлов неизбежно загрязнение продукта материалом тиглей.Применение высоких температур создает дополнительные трудности, связанные с выделением лучистой энерз гии, количество которой пропорционально четвертой степени абсолютнойтемпературы. Это излучение разрушаетконденсат, что приводит к слипаниюатомов, образованию агрегатов и по нижению выхода продукта. При этомпротекают также нежелательные Фо. тохимические процессы.Цель изобретения - снижение теми фтора и пературы процесса при получени Фосфиновых соединений вольфрам урана.Поставленная цель достигает тем, что в способе получения ф Фосфиновых соединений металлов чаком.испарение металла в вак893859 Составитель А.МашкевичТехред Т; Маточка КорректорГ.Решетник Редактор В.Петраш Заказ 11380/36 Тираж 508 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, 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,испарение металла осуществляют катодным распылением.5Применение 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 ностью для конденсации паров металла и Фторфосфина. Через полый катод в Камеру поступает инертный газ (Аг, Кг, Хе), причем давление внутри катода поддерживают 5 10 мм рт.ст., а в камере ж 2 10"мм рт.ст.При напряжении 1000-2000 В между электродами поджигают разряд, который иониэирувт инертный газ. Ионы инертного газа бомбардируют материал катода, При этом металл испаряется, создавая поток 20-40 мг/см .ч. Газо 2 образный триЛторфосфин с содержанием примесей10- по трубке подают на поверхность, охлаждавмую жидким азотом, нри этом отношение РГ:Месоставляет 100-1000. Подачу трифторфосфина осуществляют либо перед катодным распылением, 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.45П р и м е р 1. Полый катод вы олняют иэ урана с содержанием примесей 0,1. При токе разряда 50 мА и напряженин 2000 В скорость подачи параурана 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 мг/ч. Выход по урану 100П р и м е р 2. Полый катод выполняют иэ вольфрама. При токе разряда100 мА и напряжении 1000 В скоростьраспыления вольфрама составляет15 мг/ч. Скорость подачи РРз 1,8 л/ч,при этом РР 9/Ие=1000. Температура катода не превышает 150 С. В течение 1 чполучают 50 мг соединения с выходом100 по металлу.Из приведенных примеров видно, чтопредлагаемый способ позволяет снизитьтемпературу испарения металла на900-1200 С.Искусственное охлаждение пологокатода позволяет снизить температуруиспарения металла до 20-50 С.Применение предлагаемого способапозволяет получать Фторфосфиновые соединения ряда металлов, имеющих важноеприкладное применение в технике разделения изотопов металлов, для получения металлических пленок, в качестве катализаторов и т.д.Формула изобретенияСпособ получения Фторфосфиновыхсоединений металлов, включающий испарение металла в вакууме, совместнуюконденсацию паров металла и Фторфосфина на охлаждаемую жидким азотомповерхность с последующим разогревом конденсата и выделением продукта, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью упрощения процесса засчет снижения температуры при получении Фторфосфиновых соединений вольфрама и урана, испарение металла осуществляют катодным распылением.Источники информации,принятые во внимание при экспертизег. КгцсМ Ч. ТЬ, "Аллеи. СЬещ",19 б 7, 79, М 1, с.27.2, Твез Р Спею. Сова, 1969,с.1033.