氟化锌的应用

2020/10/23 9:04:26

背景及概述[1][2]

氟化锌化学式ZnF2·4H2O。分子量 175.43。白色单斜系晶体。有毒! 相对密度2.255。在 100℃时失去全部结晶水。无水物为微吸湿性白色单斜系针状晶体或粉末,熔点872℃,沸点1500℃,相对密度 4.9525。溶于水,易溶于热水、酸、碱和氨水。

氟化锌用于有机合成中的氟化作用,制荧光灯、陶瓷釉料、电镀槽、木材浸渍剂,作分析试剂等,如制备一种适合铝镁系铝合金阶梯钎焊的高活性钎剂,该钎剂由氟化铝、氟化钾、氟化铯、氟化锌、氟化锂、氟硅酸钾及氟化铅组成,这些成分的重量百分比为氟化铝46.5-50.5%,氟化钾40-42.5%,氟化铯1.5-2.5%,氟化锌2-4%,氟化锂1-1.5%,氟硅酸钾2-4%,氟化铅:0.5-1.5%,钎焊温度达590℃以上。本发明的钎剂可在大气中研磨制备,制备工艺成本低,成品成分精确,活性高,无腐蚀,且在空气中不吸湿,可长期保存。

应用[3][4][5]

 氟化锌用于有机合成中的氟化作用,制荧光灯、陶瓷釉料、电镀槽、木材浸渍剂,作分析试剂等。其应用举例如下:

1. 采用三氯化磷和氟化锌反应制备三氟化磷。

将在140-150℃下干燥过的热的无水氟化锌粉末放在反应器中,从滴液漏斗和导管将三氯化磷滴入反应器中。本反应是有一较长诱发期的强烈的放热反应,开始的12min内以每秒钟1滴的速度加入。然后调节三氯化磷的加入速度,并将反应器2浸入冷水浴中,使三氯化磷的小液滴凝聚在反应器2的冷部位上,以控制产生三氟化磷的速度,约1.5-2h滴完三氯化磷,反应的最后阶段可改为热水浴,使反应完全。

反应管为石英制造,中部插入铁制细管,由此管通入氟化氢使与反应器内三氯化磷反应,反应在50-60℃下进行,反应器收集的混合物,经蒸馏制得纯的三氟化磷。工艺合理,制备简单,生产的三氟化磷纯度高,并解决了环境污染问题。工艺流程如下:

其中1、氟化氢储瓶,2、反应器,3、干燥器,4、氟化锌入口管,5、连接管线,6、滴液漏斗和导管。

2. 用于金属材料表面处理,特别是涉及一种镁合金表面处理 。

采用分析纯的氟化锌(ZnF2)作为电解液的主盐,氟化锌在水中的溶解度较 低,通过添加络合剂的方法来增加氟化锌在水中的溶解度。具体工艺操作如下:

1)用塑料烧杯装去离子水,然后电磁搅拌去离子水,再把8-12g/L的氟化 锌放入搅拌的去离子水中。

2)将柠檬酸钠、酒石酸钾钠和EDTA络合剂分别加入上述搅拌的氟化锌悬浮 液中,直到氟化锌全都溶解,且氟化锌悬浮液变成澄清溶液。

3)在上述澄清溶液氟化锌溶液中添加水溶性苄叉丙酮和表面活性剂。

4)将小块镁合金片,进行抛光和化学除油预处理

5)将预处理镁合金分别放入上述氟化锌澄清溶液中进行电沉积锌,直流电源 的电流密度控制在0.5-2A/dm2。

6)最后将电沉积锌的镁合金放入热处理炉中进行热处理,温度控制在150~ 200℃,时间为1小时,通过热处理进一步改善锌与镁合金之间的界面结合。

采用ZnF2溶液在镁合金表面直接电沉积一层锌保护层。由于 ZnF2在水溶液中的溶解度较小,通过添加络合剂EDTA,柠檬酸钠等络合剂增加 ZnF2的溶解度

因此,通过添加络合剂的用量来控制Zn2+离子在水溶液中的浓 度,同时添加光亮剂改善电镀的锌层。一方面络合剂能够增加ZnF2在水溶液中的溶解度;另一方面,ZnF2溶解后 在水溶液中的F-离子能够钝化美合金表面,可以避免镁合金在电镀时产生腐蚀, 同时有利于金属锌离子在镁合金表面电沉积。

3. 采用氯气和氟化锌反应生产亚硝酰氯。

将在140~150℃下干燥过的热的无水氟化锌粉末放在双颈圆底烧瓶中,装上滴液漏斗和导管,后者依次连接安全瓶、盛有浓硫酸的洗气瓶和两个干冰-丙酮冷冻的捕集器。从滴液漏斗中将氯气滴入烧瓶中。开始的1~2min内以每秒钟1滴的速度加入。使氯气的小液滴凝聚在烧瓶的冷部位上,以控制产生亚硝酰氯的速度。约1.5~2h加完氯气。反应的最后阶段可改为热水浴,使反应完全。工艺合理,制作简单,是亚硝酰氯制备的最简便理想技术。

制备[1][2]

由碳酸锌和稍过量40%的氢氟酸反应,或在醋酸锌溶液中加入氟化钠而得。

主要参考资料

[1] 化合物词典

[2] 包晔峰;张国伟;蒋永锋;朱宏;张强.适合铝镁系铝合金阶梯钎焊的高活性钎剂.CN201110297746.X,申请日20110930

[3] 李中元.一种采用三氯化磷和氟化锌反应制备三氟化磷的技术.CN201010508844.9  ,申请日20101018

[4] 朱萍;周鸣;吴金华;李坤芳;周劲.一种镁合金表面直接电沉积锌的方法.CN200610030749.6 ,申请日20060901

[5] 原东风 .一种采用氯气和氟化锌反应生产亚硝酰氯的方法. CN201210589354.5,申请日20121231

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