專利名稱：六氯乙硅烷的合成方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種六氯乙硅烷(Si2Cl6)的合成方法，屬于新材料技術領域。
背景技術：
六氯乙硅烷(Si2Cl6)是用作無定形硅薄膜、光化學纖維原料以及硅氧烷等的優(yōu)良原料，在半導體、光電材料等領域有著廣泛的應用前景和實際價值。但是，現(xiàn)有技術中制備六氯乙硅烷的各種方法，六氯乙硅烷的產率都很低，多為氣固反應，設備相對復雜，不利于操作，這在很大程度上限制了其應用。因此，發(fā)展更為簡單的、產率較高的合成工藝使其在工業(yè)上得到更大范圍的推廣十分必要，也具有十分重要的實際意義。目前，六氯乙硅烷的合成方法主要有以下幾種(一)、硅鈣合金在15(T250°C 與氯氣進行氣固反應[Inorganic Syntheses, 1939, 1:42-45] ; (二)、娃鐵合金在氯化銨的存在下，在110 200 °C與氯氣進行氣固反應[Journal of fluorinechemistry, 1997, 83 (I), 89-91]；(三)、娃或娃合金進行氯化制備六氯乙娃燒,其中在得到的生成物中含有SiCl4、Si2Cl6、以及Si3Cl8以上的高沸點組份；通過兩段低級化處理，即(I)初始的副產高沸點組份，通過加熱進行低級化反應處理；(2)殘存的Si3Cl8以上的高沸點組份，通氯氣進行低級化處理[日本專利特開昭59-20782];(四)、高溫下裂解或氫化還原氯硅烷來沉積多晶硅的硅反應體系排放的廢氣[CN1392862A]；(五)、氯氣與低級硅烷(SiClx,x=0. 2 O. 8)反應，使得低級硅烷聚合[W02011067331]。以上方法制得的六氯乙硅烷產率都偏低(1(Γ20%)，均為氣固反應，裝置復雜且對設備要求較高，不易操作，同時反應的溫度一般偏高，能耗大。這些都在一定程度上限制了反應的推廣。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術中存在的不足，提供一種六氯乙硅烷的合成方法，該合成方法的產物產率高、反應條件溫和、能耗小，工藝路線安全。按照本發(fā)明提供的技術方案，所述六氯乙硅烷的合成方法，其特征是，包括以下工藝步驟(I)將硅粉與催化劑加入反應釜中，在惰性氣體保護下加入四氯化硅，升溫至3(T20(TC反應3 24小時，冷卻至室溫，得到反應混合物；所述硅粉與四氯化硅的摩爾比為I Γ10 ;所述催化劑為一價銅的配合物，催化劑與四氯化硅的摩爾比為1:10(Γ1000 ；(2)在惰性氣體保護下將步驟(I)得到的反應混合物進行過濾，將濾液蒸餾，收留145 147°C的蒸留成份，即為所述的六氯乙硅烷。所述催化劑為C54H45P3CuX、C68H56Fe2P4Cu2Y2、(CH3CN)4BF4、C24H16N4CuBF4、C52H48P4CuC1、C54H52P4CuCl,C42H36ONFeP2Cu 中的一種或幾種；其中 X 為 F、Cl、Br、1、BF4 或 CF3, Y 為 Br 或 I。所述硅粉與四氯化硅的摩爾比為1:1. 5 2。所述催化劑與四氯化硅的摩爾比為1:50(Γ600。所述惰性氣體采用氮氣或氬氣。
所述步驟(I)中，反應溫度為9(Tl20°C，反應時間為8 12小時。所述步驟(2)中，過濾操作采用的過濾裝置為壓濾機、離心沉降機、真空過濾機、離心過濾機、紙帶過濾機、霍夫曼過濾機或精密袋式過濾機。本發(fā)明以較易得到的四氯化硅液體為起始原料，使其在一價銅配合物的催化下與硅粉直接反應生成六氯乙硅烷；本發(fā)明提高了產物產率(大于70%)，原子經濟性好，降低了反應溫度，減小了能耗；本發(fā)明所述合成方法為液固反應，常用的生產裝置如反應釜即可完成，裝置簡單且操作安全；此外，未反應的原料及催化劑可有效重復利用，節(jié)約資源，減少三廢。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。本發(fā)明所述六氯乙硅烷的合成方法，其反應路線為
權利要求
1.一種六氯乙硅烷的合成方法，其特征是，包括以下工藝步驟 (1)將硅粉與催化劑加入反應釜中，在惰性氣體保護下加入四氯化硅，升溫至3(T200°C反應Γ24小時，冷卻至室溫，得到反應混合物；所述硅粉與四氯化硅的摩爾比為l:f 10 ;所述催化劑為一價銅的配合物，催化劑與四氯化硅的摩爾比為1:10(Γ1000 ； (2)在惰性氣體保護下將步驟(I)得到的反應混合物進行過濾，將濾液蒸餾，收留145 147°C的蒸留成份，即為所述的六氯乙硅烷。
2.如權利要求1所述的六氯乙硅烷的合成方法，其特征是所述催化劑為C54H45P3CuX、C68H56Fe2P4Cu2Y2, (CH3CN) 4BF4, C24H16N4CuBF4, C52H48P4CuCl, C54H52P4CuCl, C42H36ONFeP2Cu 中的一種或幾種；其中X為F、Cl、Br、1、BF4或CF3, Y為或I。
3.如權利要求1所述的六氯乙硅烷的合成方法，其特征是所述硅粉與四氯化硅的摩爾比為1:1. 5^2O
4.如權利要求1所述的六氯乙硅烷的合成方法，其特征是所述催化劑與四氯化硅的摩爾比為1:500 600。
5.如權利要求1所述的六氯乙硅烷的合成方法，其特征是所述步驟(I)中，反應溫度為9(Tl20°C，反應時間為8 12小時。
6.如權利要求1所述的六氯乙硅烷的合成方法，其特征是所述步驟(2)中，過濾操作采用的過濾裝置為壓濾機、離心沉降機、真空過濾機、離心過濾機、紙帶過濾機、霍夫曼過濾機或精密袋式過濾機。
7.如權利要求1所述的六氯乙硅烷的合成方法，其特征是所述惰性氣體采用氮氣或IS氣。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種六氯乙硅烷的合成方法，其特征是，包括以下工藝步驟(1)將硅粉與催化劑加入反應釜中，在惰性氣體保護下加入四氯化硅，升溫至30~200℃反應3~24小時，冷卻至室溫，得到反應混合物；所述硅粉與四氯化硅的摩爾比為1:1~10；所述催化劑為一價銅的配合物，催化劑與四氯化硅的摩爾比為1:100~1000；(2)在惰性氣體保護下將步驟(1)得到的反應混合物進行過濾，將濾液蒸餾，收留145~147℃的蒸留成份，即為所述的六氯乙硅烷。本發(fā)明以較易得到的四氯化硅液體為起始原料，使其在一價銅配合物的催化下與硅粉直接反應生成六氯乙硅烷；本發(fā)明提高了產物產率(大于70%)，原子經濟性好，降低了反應溫度，減小了能耗。
文檔編號C01B33/107GK103011173SQ20121055221
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月18日 優(yōu)先權日2012年12月18日
發(fā)明者丁玉強, 王大偉, 龔雁, 許從應, 杜立永 申請人:江南大學