DE1052369B - Verfahren zur Herstellung von Stickstofftrifluorid - Google Patents

Description

DEUTSCHES

COI B -2 1 I

Sch 23266 IVa/12i

ANMELDETAG: 16. DEZEMBER 1957

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 1 2. M Ä R Z 1 9 5 9

Stickstofftrifluorid, NF₃, ist bereits von O. Ruff, J.Fischer und F.Luft, Zeitschrift für anorg. und allg. Chemie, 172, 417 (1928), durch Elektrolyse von NH₄F in wasserfreiem Fluorwasserstoff dargestellt worden. Dieses Verfahren liefert jedoch nur sehr geringe Ausbeuten, es arbeitet zudem in nicht immer reproduzierbarer Weise und ist häufig von Verpuffungen und Explosionen begleitet.

Einen Fortschritt bedeutet die Elektrolyse von Pyridin in wasserfreiem Fluorwasserstoff, wie sie von J. H. Simons, Journal of the electrochemical Soc, Vol. 95, 47 (1949), bzw. in der USA.-Patentschrift 2 519 983 zur Gewinnung von Fluorkohlenwasserstoffen, z. B. C₅F₁₂, durchgeführt worden ist, wobei als Nebenprodukt NF₃ entsteht. Zur Gewinnung von NF₃ erweist sich dieses Verfahren insofern als nicht geeignet, als hierbei große Mengen von CF₄ als weiteres Nebenprodukt entstehen, das auf Grund seines weitgehend ähnlichen physikalischen und auch chemischen Verhaltens (Kp. NF₃ -129° C, Kp. CF₄ — 128° C) nur mit großem Aufwand von NF₃ abgetrennt werden kann.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Stickstofftrifluorid, das darin besteht, daß eine Lösung von Harnstoff in wasserfreiem Fluorwasserstoff der Elektrolyse unterworfen wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren entsteht NF₃ ohne die in beiden vorstehenden Verfahren genannten Nachteile in großer Reinheit und guter Ausbeute. Vorzugsweise wird das Verfahren bei Spannungen von etwa 6 V ausgeführt. Neben sehr wenig CF₄ und OF₂ sowie höhermolekularen, C und F enthaltenden Verbindungen entstehen als Nebenprodukte in nennenswerten Mengen N₂, COF₂ und CO₂, die vom in großen Mengen gebildeten NF₃ bequem abgetrennt werden können. Etwa 50% des im Ausgangsmaterial enthaltenen Stickstoffs werden in Form von NF₃ erhalten.

Beispiel

200 g Harnstoff werden bei -10° C in etwa 2 1 wasserfreiem Fluorwasserstoff zu einer etwa lOVoigen Verfahren zur Herstellung
von Stickstofftrifluorid

Anmelder:

Dr. Martin Schmeisser,
Aachen, Zweiweiherweg 5

Dr. Martin Schmeisser und Dipl.-Chem. Friedo Huber,

Aachen,
sind als Erfinder genannt worden

Lösung von CO(NH₂J₂ · 2 HF gelest und diese Lösung bei der gleichen Temperatur (-10⁰C) unter Anlage einer Spannung von 6 V elektrolysiert. Die Stromstärke beträgt hierbei etwa 20 Amp. Die entstehenden flüchtigen Reaktionsprodukte werden zur Entfernung von mitgerissenem . Fluorwasserstoff durch Röhren, die festes Kaliumfluorid enthalten, geleitet und dann mit wäßriger, alkalischer Na₂ S₂ O₃-Lösung zur Entfernung von COF₂, CO₂ und OF₂ gewaschen. Mitgerissener Wasserdampf aus der Na₂S₂O₃-Lösung wird durch Durchleiten durch eine auf —78° C gekühlte Falle zurückgehalten. Das erhaltene Rohprodukt wird im Hochvakuum zwischen — 183 und —196° C fraktioniert, destilliert und so von allen genannten Verunreinigungen bis auf ~ 1 °/o CF₄ befreit.

NF₃ kann als Dielektrikum sowie als unter geeigneten Bedingungen Fluor abgebender Stoff verwendet werden.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung von Stickstofftrifluorid durch Elektrolyse, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lösung von Harnstoff in wasserfreiem Fluorwasserstoff der Elektrolyse unterworfen wird.