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二氧化硅負(fù)載的氯化亞銅催化劑及其制備方法和應(yīng)用

402   編輯:中冶有色網(wǎng)   來源:中國科學(xué)院過程工程研究所  
2023-11-03 15:12:28
1.本發(fā)明屬于催化劑領(lǐng)域,涉及一種氯化亞銅催化劑,尤其涉及一種二氧化硅負(fù)載的氯化亞銅催化劑及其制備方法和應(yīng)用。 背景技術(shù): 2.多晶硅材料是硅產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈中極為重要的中間產(chǎn)品,是半導(dǎo)體工業(yè)、電子信息產(chǎn)業(yè)、太陽能光伏電池產(chǎn)業(yè)的最主要和最基礎(chǔ)的功能性材料,而三氯氫硅(sihcl3)是制造多晶硅的最重要的原料,也是生產(chǎn)硅烷偶聯(lián)劑和其它有機(jī)硅產(chǎn)品的重要中間體。近年來隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,尤其是半導(dǎo)體工業(yè)、新能源太陽能電池和有機(jī)硅行業(yè)的快速發(fā)展,導(dǎo)致對三氯氫硅的需求量也在迅猛增加。“硅氫氯化法”是目前工業(yè)上生產(chǎn)三氯氫硅的一種重要方法,即以金屬硅粉又稱為冶金硅粉(si)與hcl氣體為原料,在350~400℃及0.1~0.2mpa條件下,于流化床反應(yīng)器進(jìn)行氣 ? 固相反應(yīng)來合成,反應(yīng)過程如下方程式所示: 3.2si+7hcl=sihcl3+sicl4+3h24.由于現(xiàn)有生產(chǎn)過程不使用催化劑,產(chǎn)物的選擇性不可控,完全取決于原料硅粉本身的性質(zhì),致使副產(chǎn)物四氯化硅(sicl4)含量過高,三氯氫硅選擇性一般在80~85%左右(cn101665254a以及cn101279734b),給后續(xù)精餾分離工序帶來壓力。此外,由于反應(yīng)溫度較高(350~400℃),原料hcl氣體對設(shè)備的腐蝕極大,需頻繁更換反應(yīng)器內(nèi)部構(gòu)件,造成設(shè)備維護(hù)成本很大。cn106861693b以及cn110711581a公開銅基金屬氧化物介晶材料可作為硅氫氯化法催化劑,雖然該類型催化劑提升了三氯氫硅的選擇性和硅的轉(zhuǎn)化率,但是其制備成本高,制備工序復(fù)雜,不具備大規(guī)模生產(chǎn)和使用的條件。文獻(xiàn)(chemical conmunicaiton,1998,1275 ? 1276)報道商業(yè)氯化亞銅可以作為該反應(yīng)的催化劑,可獲得較高的三氯氫硅選擇性,但并沒有涉及到催化劑的獨特制備過程,包括使用載體分散、顆粒大小的控制等。cn106378133a公開了氯化亞銅和氯化銅與助催化劑混合后可以作為催化劑制備三氯氫硅,但是助催化劑中的多種元素會增大精餾分離負(fù)荷,提高反應(yīng)產(chǎn)物的分離成本。因此,若是能夠在不改變原有非催化硅氫氯化法生產(chǎn)工藝路線和設(shè)備的前提下,開發(fā)成本低、制備簡單的催化劑來提高三氯氫硅的選擇性和硅的轉(zhuǎn)化率,降低反應(yīng)溫度,減少設(shè)備腐蝕,降低生產(chǎn)成本,無疑將對三氯氫硅的生產(chǎn)企業(yè)具有重要的意義。 技術(shù)實現(xiàn)要素: 5.為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在
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