CN115181004A - 一种三氟碘甲烷制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及有机化学合成技术领域，具体公开了一种三氟碘甲烷制备方法，所述三氟碘甲烷制备方法，包括以下步骤：S1、制备催化剂：先将氟化钾与硝酸铯溶解于水中，再加入催化剂载体，干燥，得催化剂；S2、合成初产品：将步骤S1获得的催化剂活化后，通入三氟甲烷、碘蒸汽、氧气，在催化剂床层发生反应，得初产品；S3、分离提纯：步骤S2获得的初产品经冷凝，萃取，得三氟碘甲烷；所述催化剂载体由催化剂载体A与催化剂载体B组成；上述制备方法，操作步骤简单，制备成本低，反应催化剂不易积碳，所得三氟碘甲烷的纯度高、转化率高，适合工业化生产。

Description

一种三氟碘甲烷制备方法
技术领域
本发明涉及有机化学合成技术领域，更具体地说，它涉及一种三氟碘甲烷制备方法。
背景技术
三氟碘甲烷(CF3I)，沸点为-22.5℃，临界压力为3.95MPa，标准大气压下为无色无味气体。CF3I作为灭火剂具有灭火效率高、安全性能好、经济效用高、灭火后不留痕迹等特点，是三氟溴甲烷优选替代品种；作为制冷剂，CF3I不燃，具有油溶性和材料相容性很好的特点，被认为是传统氟利昂制冷剂组元的理想替代品之一；另外，CF3I在含氟中间体、半导体蚀刻、发泡剂等其他领域也具有广泛的应用前景。
现有的三氟碘甲烷的制备方法存在原料价格昂贵、成本高，反应溶剂用量大，产物收率低、选择性差，反应催化剂容易积碳，在反应过程中易产生大量三废等一系列问题，很大程度上限制了三氟碘甲烷的工业化生产。因此，亟需一种三氟碘甲烷制备方法，以解决三氟碘甲烷制备转化率低，产品重组分较多，选择性差，反应催化剂容易积碳等问题。
发明内容
为了解决现有的三氟碘甲烷制备转化率低，产品重组分较多，选择性差，反应催化剂容易积碳等问题，本发明提供了一种三氟碘甲烷制备方法。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种三氟碘甲烷制备方法，包括以下步骤：
S1、制备催化剂：先将氟化钾与硝酸铯溶解于水中，再加入催化剂载体，干燥，得催化剂；
S2、合成初产品：将步骤S1获得的催化剂活化后，通入三氟甲烷、碘蒸汽、氧气，在催化剂床层发生反应，得初产品；
S3、分离提纯：步骤S2获得的初产品经碱洗，干燥，冷凝，萃取，得三氟碘甲烷；
所述催化剂载体由催化剂载体A与催化剂载体B组成。
本发明的三氟碘甲烷制备方法，采用气相碘化催化合成三氟碘甲烷，化学反应方程式为：3CHF3+I2+O2→2CF3I+HF+CO2，通过制备催化剂、合成初产品以及分离提纯三大步骤，获得三氟碘甲烷，该制备方法操作步骤简单，有效地解决三氟碘甲烷制备转化率低，产品重组分较多，选择性差的问题；另外，本发明选用催化剂载体A与催化剂载体B作为催化剂载体，能够减少反应催化剂容易积碳现象的出现，进而使得反应转化率更高，选择性更好。
可选的，所述步骤S1中制备催化剂的具体操作为：
先将氟化钾与硝酸铯溶解于水中，再加入催化剂载体，浸泡30-40min，经旋转蒸发仪除水后，在温度为115-120℃下，真空干燥1-2h，得催化剂。
可选的，所述氟化钾、硝酸铯、催化剂载体、水的质量比为(5-10):(12-16):(50-60):100。
本发明以氟化钾与硝酸铯作为活性成分，将活性成分负载到催化剂载体上，形成催化剂，并控制催化剂制备过程中的工艺参数，活性成分能够在催化剂载体分散均匀，更好地负载到催化剂载体的表面，使得催化剂具有显著的催化活性，应用于气相碘化催化合成三氟碘甲烷的反应，提高合成三氟碘甲烷的选择性。
可选的，所述催化剂载体A，包括以下重量份原料：16-20份碳纳米管、30-40份浓硫酸、10-15份浓硝酸。
可选的，所述催化剂载体A，由以下方法制得：
将碳纳米管加入浓硫酸和浓硝酸的混合酸中，在温度为96-100℃下，回流1-2h，随后过滤，洗涤，真空干燥，得催化剂载体A。
本发明将碳纳米管置于强氧化性的混酸中回流，获得催化剂载体A，催化剂载体A的表面出现大量的活性基团，有利于活性成分氟化钾与硝酸铯的吸附；同时催化剂载体A的比表面积增大，可使氟化钾与硝酸铯在载体上高度分散，利于提高催化剂的活性。
可选的，所述催化剂载体B，包括以下重量份原料：10-20份沸石粉、2-4份三乙醇胺、8-9份槐糖脂。
可选的，所述催化剂载体B，由以下方法制得：
先将沸石粉加入三乙醇胺中进行充分研磨后，再加入槐糖脂，在温度为70-80℃下，超声反应2-4h后，过滤，干燥，得催化剂载体B。
本发明在槐糖脂和三乙醇胺的共同作用下，沸石粉的表面活性基团增多，比表面积增大，因此，催化剂载体B能够更好地实现对活性成分氟化钾与硝酸铯的负载，进而提高催化剂的活性，用于制备三氟碘甲烷，掺量少，催化效果好。
可选的，所述催化剂载体由质量比为(3-6):5的催化剂载体A与催化剂载体B复配而得。
本发明的催化剂载体由催化剂载体A与催化剂载体B复配而得，催化剂载体的孔结构更加丰富，微观结构更加复杂，活性成分氟化钾与硝酸铯的负载效果更好，在制备的三氟碘甲烷过程，会减少积碳现象的产生，提高反应的转化率和选择性；另外，也可以提高催化剂载体的重复使用率，具有可持续发展的积极意义。
可选的，所述步骤S2中合成初产品的具体操作为：
在氮气的保护下，先将步骤S1得到的催化剂在420-450℃下焙烧2-2.5h，得活化的催化剂；再将三氟甲烷、碘蒸汽、氧气充分混合后，通入催化剂床层发生反应，在380-420℃下反应2-3h，得初产品。
可选的，所述三氟甲烷、碘蒸汽、氧气的体积比为(11-12):(5-9):(2-3)。
本发明先将催化剂活化，再将三氟甲烷、碘蒸汽、氧气充分混合后，利用催化剂催化，在高温下反应，获得初产品，并控制各工艺参数，有效提高反应速率，减少副反应的发生。
可选的，所述步骤S3中分离提纯的具体操作为：
先将步骤S2获得的初产品经碱洗，干燥后，再通入脱气塔，塔顶循环冷却液的温度为(-50)-(-30)℃，塔釜温度为80-100℃，压强为1.6-2.0MPa；最后将初产品通入萃取精馏塔，经萃取剂萃取后，在塔顶收集三氟碘甲烷。
可选的，所述萃取剂为体积比为(2-6):7的乙酸乙酯与丙酮混合而得。
本发明的初产品经碱洗，干燥，冷凝，萃取等一系列操作，并且控制分离提纯过程中的各工艺参数，同时还以乙酸乙酯与丙酮的混合物为萃取剂，不仅可以得到高纯度的三氟碘甲烷单体，而且能够控制萃取剂在三氟碘甲烷单体中的残留量处于较低水平。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
本发明的三氟碘甲烷制备方法，操作步骤简单，制备成本低，所获得的催化剂的活性高、稳定性好、抗积碳能力强，有效地提高反应的转化率和选择性，减少了反应的副产物，并进行了初产品的分离提纯，使最终获得的三氟碘甲烷的纯度高、产率高，适合工业化生产。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
制备例1-5提供了催化剂载体A及制备方法。
制备例1
催化剂载体A，包括以下原料：16kg碳纳米管、30kg浓硫酸、10kg浓硝酸。
催化剂载体A，由以下方法制得：
将碳纳米管加入浓硫酸和浓硝酸的混合酸中，在温度为96℃下，回流2h，随后过滤，洗涤，真空干燥，得催化剂载体A。
制备例2
催化剂载体A，包括以下原料：17kg碳纳米管、32kg浓硫酸、12kg浓硝酸。
催化剂载体A，由以下方法制得：
将碳纳米管加入浓硫酸和浓硝酸的混合酸中，在温度为97℃下，回流1.8h，随后过滤，洗涤，真空干燥，得催化剂载体A。
制备例3
催化剂载体A，包括以下原料：18kg碳纳米管、35kg浓硫酸、13kg浓硝酸。
催化剂载体A，由以下方法制得：
将碳纳米管加入浓硫酸和浓硝酸的混合酸中，在温度为98℃下，回流1.5h，随后过滤，洗涤，真空干燥，得催化剂载体A。
制备例4
催化剂载体A，包括以下原料：19kg碳纳米管、38kg浓硫酸、14kg浓硝酸。
催化剂载体A，由以下方法制得：
将碳纳米管加入浓硫酸和浓硝酸的混合酸中，在温度为99℃下，回流1.2h，随后过滤，洗涤，真空干燥，得催化剂载体A。
制备例5
催化剂载体A，包括以下原料：20kg碳纳米管、40kg浓硫酸、15kg浓硝酸。
催化剂载体A，由以下方法制得：
将碳纳米管加入浓硫酸和浓硝酸的混合酸中，在温度为100℃下，回流1h，随后过滤，洗涤，真空干燥，得催化剂载体A。
制备例6-10提供了催化剂载体B及制备方法。
制备例6
催化剂载体B，包括以下原料：10kg沸石粉、2kg三乙醇胺、8kg槐糖脂。
催化剂载体B，由以下方法制得：
先将沸石粉加入三乙醇胺中进行充分研磨后，再加入槐糖脂，在温度为70℃下，超声反应4h后，过滤，干燥，得催化剂载体B。
制备例7
催化剂载体B，包括以下原料：12kg沸石粉、2.5kg三乙醇胺、8.2kg槐糖脂。
催化剂载体B，由以下方法制得：
先将沸石粉加入三乙醇胺中进行充分研磨后，再加入槐糖脂，在温度为72℃下，超声反应3.5h后，过滤，干燥，得催化剂载体B。
制备例8
催化剂载体B，包括以下原料：15kg沸石粉、3kg三乙醇胺、8.5kg槐糖脂。
催化剂载体B，由以下方法制得：
先将沸石粉加入三乙醇胺中进行充分研磨后，再加入槐糖脂，在温度为75℃下，超声反应3h后，过滤，干燥，得催化剂载体B。
制备例9
催化剂载体B，包括以下原料：18kg沸石粉、3.5kg三乙醇胺、8.8kg槐糖脂。
催化剂载体B，由以下方法制得：
先将沸石粉加入三乙醇胺中进行充分研磨后，再加入槐糖脂，在温度为78℃下，超声反应2.5h后，过滤，干燥，得催化剂载体B。
制备例10
催化剂载体B，包括以下原料：20kg沸石粉、4kg三乙醇胺、9kg槐糖脂。
催化剂载体B，由以下方法制得：
先将沸石粉加入三乙醇胺中进行充分研磨后，再加入槐糖脂，在温度为80℃下，超声反应2h后，过滤，干燥，得催化剂载体B。
实施例1-5提供了一种三氟碘甲烷制备方法。
实施例1
一种三氟碘甲烷制备方法，包括以下步骤：
S1、制备催化剂：先将5kg氟化钾与12kg硝酸铯溶解于100kg水中，再加入50kg催化剂载体，浸泡30min，经旋转蒸发仪除水后，在温度为115℃下，真空干燥1h，得催化剂。
其中，催化剂载体由质量比为3:5的催化剂载体A（制备例1）与催化剂载体B（制备例6）复配而得。
S2、合成初产品：在氮气的保护下，将步骤S1得到的催化剂在420℃下焙烧2h，得活化的催化剂；将11L三氟甲烷、5L碘蒸汽、2L氧气充分混合后，通入催化剂床层发生反应，在380℃下反应2h，得初产品。
S3、分离提纯：先将步骤S2获得的初产品经碱洗，干燥后，再通入脱气塔，塔顶循环冷却液的温度为-50℃，塔釜温度为80℃，压强为1.6MPa；最后将初产品通入萃取精馏塔，经萃取剂萃取后，在塔顶收集三氟碘甲烷。
其中，萃取剂为体积比为2:7的乙酸乙酯与丙酮混合而得。
实施例2
一种三氟碘甲烷制备方法，包括以下步骤：
S1、制备催化剂：先将6kg氟化钾与13kg硝酸铯溶解于100kg水中，再加入催化剂载体，浸泡32min，经旋转蒸发仪除水后，在温度为116℃下，真空干燥1.2h，得催化剂。
其中，所述催化剂载体由质量比为4:5的催化剂载体A（制备例2）与催化剂载体B（制备例7）复配而得。
S2、合成初产品：在氮气的保护下，将步骤S1得到的催化剂在425℃下焙烧2.2h，得活化的催化剂；将11.2L三氟甲烷、6L碘蒸汽、2.3L氧气充分混合后，通入催化剂床层发生反应，在390℃下反应2.2h，得初产品。
S3、分离提纯：先将步骤S2获得的初产品经碱洗，干燥后，再通入脱气塔，塔顶循环冷却液的温度为-45℃，塔釜温度为85℃，压强为1.7MPa；最后将初产品通入萃取精馏塔，经萃取剂萃取后，在塔顶收集三氟碘甲烷。
其中，萃取剂为体积比为3:7的乙酸乙酯与丙酮混合而得。
实施例3
一种三氟碘甲烷制备方法，包括以下步骤：
S1、制备催化剂：先将8kg氟化钾与14kg硝酸铯溶解于100kg水中，再加入55kg催化剂载体，浸泡35min，经旋转蒸发仪除水后，在温度为118℃下，真空干燥1.5h，得催化剂。
其中，催化剂载体由质量比为7:10的催化剂载体A（制备例3）与催化剂载体B（制备例8）复配而得。
S2、合成初产品：在氮气的保护下，将步骤S1得到的催化剂在435℃下焙烧2.4h，得活化的催化剂；将11.5L三氟甲烷、7L碘蒸汽、2.5L氧气充分混合后，通入催化剂床层发生反应，在400℃下反应2.5h，得初产品。
S3、分离提纯：先将步骤S2获得的初产品经碱洗，干燥后，再通入脱气塔，塔顶循环冷却液的温度为-40℃，塔釜温度为90℃，压强为1.8MPa；最后将初产品通入萃取精馏塔，经萃取剂萃取后，在塔顶收集三氟碘甲烷。
其中，萃取剂为体积比为4:7的乙酸乙酯与丙酮混合而得。
实施例4
一种三氟碘甲烷制备方法，包括以下步骤：
S1、制备催化剂：先将9kg氟化钾与15kg硝酸铯溶解于100kg水中，再加入58kg催化剂载体，浸泡38min，经旋转蒸发仪除水后，在温度为119℃下，真空干燥1.8h，得催化剂；
其中，催化剂载体由质量比为1:1的催化剂载体A（制备例4）与催化剂载体B（制备例9）复配而得。
S2、合成初产品：在氮气的保护下，将步骤S1得到的催化剂在440℃下焙烧2.4h，得活化的催化剂；将11.8L三氟甲烷、8L碘蒸汽、2.8L氧气充分混合后，通入催化剂床层发生反应，在410℃下反应2-3h，得初产品
S3、分离提纯：先将步骤S2获得的初产品经碱洗，干燥后，再通入脱气塔，塔顶循环冷却液的温度为-35℃，塔釜温度为95℃，压强为1.9MPa；最后将初产品通入萃取精馏塔，经萃取剂萃取后，在塔顶收集三氟碘甲烷。
其中，萃取剂为体积比为5:7的乙酸乙酯与丙酮混合而得。
实施例5
一种三氟碘甲烷制备方法，包括以下步骤：
S1、制备催化剂：先将10kg氟化钾与16kg硝酸铯溶解于100kg水中，再加入60kg催化剂载体，浸泡40min，经旋转蒸发仪除水后，在温度为120℃下，真空干燥2h，得催化剂；
其中，催化剂载体由质量比为6:5的催化剂载体A（制备例5）与催化剂载体B（制备例10）复配而得。
S2、合成初产品：在氮气的保护下，将步骤S1得到的催化剂在450℃下焙烧2.5h，得活化的催化剂；将12L三氟甲烷、9L碘蒸汽、3L氧气充分混合后，通入催化剂床层发生反应，在420℃下反应3h，得初产品。
S3、分离提纯：先将步骤S2获得的初产品经碱洗，干燥后，再通入脱气塔，塔顶循环冷却液的温度为-30℃，塔釜温度为100℃，压强为2.0MPa；最后将初产品通入萃取精馏塔，经萃取剂萃取后，在塔顶收集三氟碘甲烷。
其中，萃取剂为体积比为6:7的乙酸乙酯与丙酮混合而得。
为了验证本发明提供的一种三氟碘甲烷制备方法，所获得三氟碘甲烷的产品品质，申请人设置了对比例1-7，其中：
对比例1
对比例1，同实施例1，不同之处仅在于：催化剂载体仅为催化剂载体A。
对比例2
对比例2，同实施例1，不同之处仅在于：催化剂载体仅为催化剂载体B。
对比例3
对比例3，同实施例1，不同之处仅在于：催化剂载体由质量比为2:5的催化剂载体A与催化剂载体B复配而得。
对比例4
对比例4，同实施例1，不同之处仅在于：催化剂载体由质量比为8:5的催化剂载体A与催化剂载体B复配而得。
对比例5
对比例5，同实施例1，不同之处仅在于：催化剂载体为活性炭。
对比例6
对比例6，同实施例1，不同之处仅在于：萃取剂为丙酮。
对比例7
对比例7，同实施例1，不同之处仅在于：萃取剂为乙酸乙酯。
其中，分别检测本发明实施例1-5和对比例1-7中制得的三氟碘甲烷的纯度、转化率，得出如下结果参数，具体见表1。
表1：
纯度/% 转化率/%
实施例1 99.6 30.2
实施例2 99.7 31.7
实施例3 99.9 33.5
实施例4 99.9 32.8
实施例5 99.8 31.1
对比例1 95.4 20.4
对比例2 96.5 22.8
对比例3 97.6 25.8
对比例4 98.3 27.6
对比例5 92.7 18.1
对比例6 93.7 29.2
对比例7 94.5 30.1
由上述表1显示数据可知：本发明实施例1-5中所获得的三氟碘甲烷的纯度和转化率远远高于对比例1-7中所获得的三氟碘甲烷。
由实施例1以及对比例1、2、5可知：实施例1的催化剂载体为催化剂载体A与催化剂B的复配物，较对比例1单独选用催化剂载体A，或对比例2单独选用催化剂载体B，或对比例5选用活性炭，实施例1所获得的三氟碘甲烷的纯度和转化率都得到了提高。
由实施例1-5以及对比例3、4可知：实施例1-5的催化剂载体由催化剂载体A与催化剂载体B复配而得，并将复配质量比严格控制在(3-6):5之间，较对比例3、4，实施例1反应的催化效果更好，所获得的三氟碘甲烷的转化率较高。
由实施例1以及对比例6、7可知：实施例1中萃取剂由乙酸乙酯与丙酮混合而得，较对比例6、7，实施例1制得的三氟碘甲烷的纯度明显优于对比例6、7。
以上所述仅为本发明的几种实施方式，不是全部或唯一的实施方式，本领域技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种三氟碘甲烷制备方法，其特征在于，所述三氟碘甲烷制备方法包括以下步骤：
S1、制备催化剂：先将氟化钾与硝酸铯溶解于水中，再加入催化剂载体，干燥，得催化剂；
S2、合成初产品：将步骤S1获得的催化剂活化后，通入三氟甲烷、碘蒸汽、氧气，在催化剂床层发生反应，得初产品；
S3、分离提纯：步骤S2获得的初产品经碱洗，干燥，冷凝，萃取，得三氟碘甲烷；
所述催化剂载体由催化剂载体A与催化剂载体B组成。
2.根据权利要求1所述的三氟碘甲烷制备方法，其特征在于，所述步骤S1中制备催化剂的具体操作为：
先将氟化钾与硝酸铯溶解于水中，再加入催化剂载体，浸泡30-40min，经旋转蒸发仪除水后，在温度为115-120℃下，真空干燥1-2h，得催化剂。
3.根据权利要求2所述的三氟碘甲烷制备方法，其特征在于，所述氟化钾、硝酸铯、催化剂载体、水的质量比为(5-10):(12-16):(50-60):100。
4.根据权利要求1所述的三氟碘甲烷制备方法，其特征在于，所述催化剂载体A，包括以下重量份原料：16-20份碳纳米管、30-40份浓硫酸、10-15份浓硝酸。
5.根据权利要求4所述的三氟碘甲烷制备方法，其特征在于，所述催化剂载体A，由以下方法制得：
将碳纳米管加入浓硫酸和浓硝酸的混合酸中，在温度为96-100℃下，回流1-2h，随后过滤，洗涤，真空干燥，得催化剂载体A。
6.根据权利要求1所述的三氟碘甲烷制备方法，其特征在于，所述催化剂载体B，包括以下重量份原料：10-20份沸石粉、2-4份三乙醇胺、8-9份槐糖脂。
7.根据权利要求6所述的三氟碘甲烷制备方法，其特征在于，所述催化剂载体B，由以下方法制得：
先将沸石粉加入三乙醇胺中进行充分研磨后，再加入槐糖脂，在温度为70-80℃下，超声反应2-4h后，过滤，干燥，得催化剂载体B。
8.根据权利要求1所述的三氟碘甲烷制备方法，其特征在于，所述步骤S2中合成初产品的具体操作为：
在氮气的保护下，先将步骤S1得到的催化剂在420-450℃下焙烧2-2.5h，得活化的催化剂；再将三氟甲烷、碘蒸汽、氧气充分混合后，通入催化剂床层发生反应，在380-420℃下反应2-3h，得初产品。
9.根据权利要求8所述的三氟碘甲烷制备方法，其特征在于，所述三氟甲烷、碘蒸汽、氧气的体积比为(11-12):(5-9):(2-3)。
10.根据权利要求1所述的三氟碘甲烷制备方法，其特征在于，所述步骤S3中分离提纯具体操作为：
先将步骤S2获得的初产品经碱洗，干燥后，再通入脱气塔，塔顶循环冷却液的温度为(-50)-(-30)℃，塔釜温度为80-100℃，压强为1.6-2.0MPa；最后将初产品通入萃取精馏塔，经萃取剂萃取后，在塔顶收集三氟碘甲烷；
所述萃取剂为体积比为(2-6):7的乙酸乙酯与丙酮混合而得。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101412657A (zh) * 2006-10-16 2009-04-22 霍尼韦尔国际公司 用于制备三氟碘甲烷和五氟碘乙烷的助催化剂
CN101481291A (zh) * 2007-11-28 2009-07-15 霍尼韦尔国际公司 用于氟碘代烷制备工艺的催化剂的预处理和再生的方法
CN101844963A (zh) * 2010-02-04 2010-09-29 广东理文化工研发有限公司 一种全氟碘代烷的制备方法
CN106748629A (zh) * 2016-11-18 2017-05-31 安徽工业大学 一种直接法气相催化合成2‑碘七氟丙烷的方法
CN107176902A (zh) * 2017-07-28 2017-09-19 北京宇极科技发展有限公司 一种三氟碘甲烷分离提纯工艺
WO2020002789A1 (fr) * 2018-06-25 2020-01-02 Arkema France Stabilisation du trifluoroiodomethane
WO2020041653A1 (en) * 2018-08-24 2020-02-27 Honeywell International Inc. Processes for producing trifluoroiodomethane
CN111253209A (zh) * 2020-03-16 2020-06-09 天津绿菱气体有限公司 一种高转化率的三氟碘甲烷制备方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101412657A (zh) * 2006-10-16 2009-04-22 霍尼韦尔国际公司 用于制备三氟碘甲烷和五氟碘乙烷的助催化剂
CN101481291A (zh) * 2007-11-28 2009-07-15 霍尼韦尔国际公司 用于氟碘代烷制备工艺的催化剂的预处理和再生的方法
CN101844963A (zh) * 2010-02-04 2010-09-29 广东理文化工研发有限公司 一种全氟碘代烷的制备方法
CN106748629A (zh) * 2016-11-18 2017-05-31 安徽工业大学 一种直接法气相催化合成2‑碘七氟丙烷的方法
CN107176902A (zh) * 2017-07-28 2017-09-19 北京宇极科技发展有限公司 一种三氟碘甲烷分离提纯工艺
WO2020002789A1 (fr) * 2018-06-25 2020-01-02 Arkema France Stabilisation du trifluoroiodomethane
WO2020041653A1 (en) * 2018-08-24 2020-02-27 Honeywell International Inc. Processes for producing trifluoroiodomethane
CN111253209A (zh) * 2020-03-16 2020-06-09 天津绿菱气体有限公司 一种高转化率的三氟碘甲烷制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NORITAKA NAGASAKI 等: "Study on a novel catalytic reaction and its mechanism for CF3I synthesis", 《CATALYSIS TODAY》 *
杨光成 等: "三 氟 碘 甲 烷 气 相 合 成 催 化 剂 分 析", 《工业催化》 *

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