我国目前制备多晶硅主要采用三氯氢硅氢还原法、硅烷热解法和四氯化硅氢还原法.由于三氯氢硅还原法具有一定优点,被广泛应用.其简化的工艺流程如图所示:

反应①:Si(粗)+3HCl(g) 
 553----573K 
.
 
SiHCl3(l)+H2(g)
反应②:SiHCl3+H2 
 1373K 
.
 
 Si(纯)+3HCl
(1)制备三氯氢硅的反应为:Si(s)+3HCl(g)═SiHCl3(g)+H2(g);△H=-210kJ?mol-1.伴随的副反应有:Si(s)+4HCl(g)═SiCl4(g)+2H2(g);△H=-241kJ?mol-1.SiCl4在一定条件下与H2反应可转化为SiHCl3,反应的热化学方程式为:SiCl4(g)+H2(g)═SiHCl3(g)+HCl(g);△H=
+31kJ?mol-1
+31kJ?mol-1

(2)假设在每一轮次的投料生产中,硅元素没有损失,反应①HCl中的利用率为75%,反应②中和H2的利用率为80%.则在下一轮次的生产中,需补充投入HCl和H2的体积比是
4:1
4:1

(3)由于SiH4具有易提纯的特点,因此硅烷热分解法是制备高纯硅很有发展潜力的方法.工业上广泛采用的合成硅烷方法是让硅化镁和固体氯化铵在液氨介质中反应得到硅烷,化学方程式是
Mg2Si+4NH4Cl═SiH4↑+2MgCl2+4NH3
Mg2Si+4NH4Cl═SiH4↑+2MgCl2+4NH3

整个制备过程必须严格控制无水,否则反应将不能生成硅烷,而是生成硅酸和氢气等,其化学方程式为
Mg2Si+4NH4Cl+3H2O═2MgCl2+H2SiO3+4NH3↑+4H2
Mg2Si+4NH4Cl+3H2O═2MgCl2+H2SiO3+4NH3↑+4H2

整个系统还必须与氧隔绝,其原因是
由于硅烷在空气中易燃,浓度高时容易发生爆炸
由于硅烷在空气中易燃,浓度高时容易发生爆炸

(4)若将硅棒与铁棒用导线相连浸在氢氧化钠溶液中构成原电池,则负极的电极反应式为:
Si+6OH--4e-=SiO32-+3H2O
Si+6OH--4e-=SiO32-+3H2O

(5)硅能用于合成硅橡胶,右图是硅橡胶中的一种,其主要优点是玻璃化温度低,耐辐射性能好,则该硅橡胶的化学式为
(C24H18SiO2n
(C24H18SiO2n
 0  17564  17572  17578  17582  17588  17590  17594  17600  17602  17608  17614  17618  17620  17624  17630  17632  17638  17642  17644  17648  17650  17654  17656  17658  17659  17660  17662  17663  17664  17666  17668  17672  17674  17678  17680  17684  17690  17692  17698  17702  17704  17708  17714  17720  17722  17728  17732  17734  17740  17744  17750  17758  203614 

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