DE1047186B - Verfahren zur Herstellung von Fluorkohlenstoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Fluorkohlenstoffen aus Kohlenstoff und Fluoriden der Elemente der Ordnungszahl 26 bis 29 des Periodischen Systems, d. h. Fe, Co, Ni oder Cu.

Die Reaktion erfordert eine Temperatur von zumindest 800° C, wenn zufriedenstellende technische Ausbeuten erhalten werden sollen. Im übrigen kann die Reaktionstemperatur so hoch sein, wie sie nach bekannten Methoden praktisch erzielt werden kann; so treten schätzungsweise Temperaturen von 2500 bis 4000° C auf, wenn das Fluorid mit den Kohleelektroden eines Lichtbogens reagiert. Der Kohlenstoff kann in beliebiger Form vorliegen, z. B. in Form von Gasruß.

Die relativen Anteile der beiden Reaktionsteilnehmer sind zwar in bezug auf den Reaktionsverlauf nicht kritisch, es ist aber aus wirtschaftlichen Gründen zweckmäßig, einen Überschuß an Kohlenstoff zu verwenden, um das teurere anorganische Fluorid soweit wie möglich auszunutzen. So verwendet man die beiden Reaktionsteilnehmer vorzugsweise in solchen Anteilen, daß je Grammatom Fluor zumindest 0,25, vorzugsweise 1 bis 5 Grammatome Kohlenstoff anwesend sind. Je Grammatom Fluor können bis zu 20 Grammatome und mehr Kohlenstoff verwendet werden.

Beispiele

1. Man beschickt ein mit einem Einlaß und Auslaß für Gase und einem Thermoelementstutzen ausgestattetes horizontales Reaktionsrohr aus Nickel mit einem innigen Gemisch von 20 Teilen feinzerteiltem wasserfreiem Eisen(II)-fluorid und 25 Teilen Ruß, der vorher durch Erhitzen auf 1000° C unter Stickstoff getrocknet worden ist. Am Auslaß des Rohres sind Glasvorlagen angeordnet, die mit flüssigem Stickstoff gekühlt werden. Man leitet durch das Reaktionsgefäß, das auf 1000° C erhitzt und etwa 2 Stunden auf dieser Temperatur gehalten wird, einen langsamen Stickstoffstrom. Wie die Ultrarotanalyse zeigt, besteht das Kondensat in der Hauptsache aus Kohlenstofftetrafluorid.

2. Ein Gemisch von 18 Teilen wasserfreiem Eisen(III)-fluorid und 12 Teilen Ruß wird wie im Beispiel 1, jedoch nur etwa IV2 Stunden bei 900° C, umgesetzt. Man erhält einen etwa 17°/oigen Umsatz,

d. h. eine Umwandlung von etwa 17% des eingesetzten Ausgangsgutes zu Kohlenstofftetrafluorid, das durch sein Ultrarotspektrum identifiziert wird.

3. Ein Gemisch von 15 Teilen Kobalt(II)-fluorid und 10 Teilen Ruß wird wie im Beispiel 1 umgesetzt, wobei jedoch die Reaktion 1 Stunde bei 1000 bis 1100° C durchgeführt wird. Die kondensierten Fluor-Verfahren zur Herstellung
von Fluorkohlenstoffen

Anmelder:

E. I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, Del. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. W. Abitz, Patentanwalt,
München 27, Gaußstr. 6

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 16. Februar 1954

Mark Wendell Farlow, Holly Oak, Wilmington, Del.,

und Earl Leonard Muetterties, Hockessin, Del. (V. St. A.),

sind als Erfinder genannt worden

kohlenstoffe bestehen, wie die Ultrarotanalyse zeigt, hauptsächlich aus Kohlenstofftetrafluorid.

4. Ein Graphitrohr von 20 cm Länge wird mit 24 Teilen Ruß beschickt und in das Nickelgefäß nach Beispiel 1 eingebracht, welches 15 Stunden unter Stickstoff auf 900° C erhitzt wird, um den Ruß zu trocknen. Nach Abkühlen wird der Ruß entfernt, mit 20 Teilen wasserfreiem Nickelfluorid vermischt, das Gemisch in das Graphitrohr eingebracht und dieses wieder in das Reaktionsgefäß eingeführt. Die Reaktion wird in einem langsamen Stickstoffstrom IV2 Stunden bei 880° C durchgeführt. Die kondensierten Fluorkohlenstoffe bestehen in der Hauptsache aus Kohlenstofftetrafluorid mit geringeren Mengen an Perfluoräthan, wie sich aus dem Ultrarotspektrum ergibt.

5. Ein Gemisch von 25 Teilen wasserfreiem Kupfer(II)-fluorid und 18 Teilen feinzerteiltem Graphit wird nach Beispiel 1 etwa 2 Stunden und 20 Minuten bei 922 bis 1000° C in Reaktion gebracht. Man erhält einen etwa 4O°/oigen Umsatz zu Kohlenstofftetrafluorid.

6. Eisen (III)-fluorid wird mit den Kohleelektroden eines Lichtbogens wie folgt in Reaktion gebracht: Als Kathode dient ein Graphitzylinder von 7,938 mm Durchmesser mit einem Kern aus Eisen(III)-fluorid von 4,763 mm Durchmesser. Der Zylinder ist auf einem Kupferrohr befestigt, welches in der Nähe des

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die Kathode haltenden Endes mit Löchern versehen ist, damit die Produktgase entweichen können. Als Anode wird ein Graphitzylinder von 3,175 mm Durchmesser verwendet, der so angeordnet ist, daß sein Ende dem Kern der Kathode etwa gegenüberliegt. Die Elektroden sind in einem wassergekühlten gasdichten Glasmantel befestigt, der vor Betrieb mit Argon gespült und auf einen Druck von wenigen mm Hg evakuiert wird. Die gasförmigen. Produkte verlassen die Reaktionskammer durch die Löcher in dem Kathodenhalter, welcher mit einer durch flüssigen Stickstoff gekühlten Vorlage verbunden ist.

An die Elektroden wird eine Gleichspannung von 21 bis 22 V gelegt, der Bogen wird durch kurzzeitiges Inberührungbringen der Elektroden geschlossen und der Elektrodenabstand so eingestellt, daß ein Strom von 18 bis 2OA erhalten wird. Der Druck in der Reaktionskammer beträgt 8 mm Hg. Während des Betriebes, bei dem 0,13 g gasförmige Produkte erhalten werden, werden insgesamt 0,41 g Eisen (III)-fluorid verbraucht. Die Ultrarotanalyse ergibt einen etwa 22%igen Umsatz zu Fluorkohlenstoffen, die aus Kohlenstofftetrafluorid, Tetrafluoräthylen und Hexafluoräthan in molaren Anteilen von 47,5, 47,5 bzw. 5% bestehen.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung von Fluorkohlenstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß man Kohlenstoff bei Temperaturen von mindestens 800° C mit Fluoriden von Eisen, Nickel, Kupfer oder Kobalt, insbesondere mit Kobalt(II)-fluorid, in einer mit Kohlenstoff nicht reagierenden Atmosphäre umsetzt.

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