RU2650955C1 - Method for obtaining tetrakis- (trifluorophosphin) of nickel - Google Patents
Method for obtaining tetrakis- (trifluorophosphin) of nickel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2650955C1 RU2650955C1 RU2017117942A RU2017117942A RU2650955C1 RU 2650955 C1 RU2650955 C1 RU 2650955C1 RU 2017117942 A RU2017117942 A RU 2017117942A RU 2017117942 A RU2017117942 A RU 2017117942A RU 2650955 C1 RU2650955 C1 RU 2650955C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nickel
- trifluorophosphine
- tetrakis
- temperature
- pressure
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- WKFBZNUBXWCCHG-UHFFFAOYSA-N phosphorus trifluoride Chemical compound FP(F)F WKFBZNUBXWCCHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 14
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 26
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 title abstract description 11
- -1 tetrakis (trifluorophosphine) nickel Chemical compound 0.000 claims abstract description 15
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims abstract description 11
- DOLZKNFSRCEOFV-UHFFFAOYSA-L nickel(2+);oxalate Chemical group [Ni+2].[O-]C(=O)C([O-])=O DOLZKNFSRCEOFV-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 10
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 claims abstract 2
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 claims abstract 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 abstract description 9
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 4
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 abstract description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 abstract 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SEZYMCOMPXWLIY-UHFFFAOYSA-N P(F)(F)F.[S] Chemical compound P(F)(F)F.[S] SEZYMCOMPXWLIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 2
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000000155 isotopic effect Effects 0.000 description 1
- KBJMLQFLOWQJNF-UHFFFAOYSA-N nickel(ii) nitrate Chemical compound [Ni+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O KBJMLQFLOWQJNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G53/00—Compounds of nickel
- C01G53/006—Compounds containing, besides nickel, two or more other elements, with the exception of oxygen or hydrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B25/00—Phosphorus; Compounds thereof
- C01B25/10—Halides or oxyhalides of phosphorus
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способу получения фторфосфиновых соединений никеля, а более конкретно - к технологии синтеза тетракис-(трифторфосфина) никеля, используемого для получения покрытий из никеля по технологии химического осаждения из газовой фазы и в качестве рабочего газа при газоцентрифужном обогащении изотопов никеля для производства бета-вольтаических источников тока.The invention relates to a method for producing nickel fluorophosphine compounds, and more particularly, to a technology for the synthesis of tetrakis- (trifluorophosphine) nickel used to produce nickel coatings using chemical vapor deposition technology and as a working gas in gas centrifuge enrichment of nickel isotopes for the production of beta voltaic current sources.
В качестве аналога выбран способ получения тетракис-(трифторфосфина) никеля, включающий взаимодействие трифторфосфина с никелевым порошком, предварительно обработанным водородом (см. авторское свидетельство №SU 1061391, C01B 25/10, опубликовано 15.02.87, бюллетень №6).As an analogue, a method for producing tetrakis- (trifluorophosphine) nickel was selected, including the interaction of trifluorophosphine with nickel powder pretreated with hydrogen (see copyright certificate No. SU 1061391, C01B 25/10, published 02.15.87, bulletin No. 6).
Известный способ осуществляют в следующей последовательности.The known method is carried out in the following sequence.
Порошок никеля природного изотопного состава предварительно обрабатывают водородом при температуре 200-500°C и давлении 1-3 атм, а затем проводят синтез тетракис-(трифторфосфина) никеля при взаимодействии активированного порошка никеля с трифторидом фосфора в условиях его непрерывной циркуляции. Процесс протекает при температуре 60-70°C и давлении 2-5 атм.The natural isotopic composition nickel powder is pretreated with hydrogen at a temperature of 200-500 ° C and a pressure of 1-3 atm, and then nickel tetrakis (trifluorophosphine) is synthesized by reacting an activated nickel powder with phosphorus trifluoride under conditions of continuous circulation. The process proceeds at a temperature of 60-70 ° C and a pressure of 2-5 atm.
К недостаткам известного способа относится необходимость использования в процессе синтеза тетракис-(трифторфосфина) никеля водорода при повышенной температуре и давлении, что создает потенциальную опасность из-за возможности пожара и взрыва при утечках водорода. Также технологически весьма сложной является организация циркуляции трифторфосфина при повышенном давлении: соответствующее насосное оборудование является нестандартным.The disadvantages of this method include the need to use hydrogen nickel in the synthesis of tetrakis- (trifluorophosphine) at elevated temperature and pressure, which creates a potential danger due to the possibility of fire and explosion due to hydrogen leaks. It is also technologically very difficult to organize the circulation of trifluorophosphine at elevated pressure: the corresponding pumping equipment is non-standard.
В качестве прототипа выбран наиболее близкий к предлагаемому изобретению способ получения тетракис-(трифторфосфина) никеля, заключающийся в нагревании оксалата никеля в присутствии серы, последующей обработке продуктов нагревания водородом и их взаимодействии с трифторидом фосфора (см. авторское свидетельство №SU 1406966, C01B 25/10, C01G 53/00, опубликовано 30.08.90, бюллетень №32).As a prototype, the method of producing nickel tetrakis- (trifluorophosphine) nickel closest to the present invention was selected, which consists in heating nickel oxalate in the presence of sulfur, subsequent processing of the products of heating with hydrogen and their interaction with phosphorus trifluoride (see copyright certificate No. SU 1406966, C01B 25 / 10, C01G 53/00, published 08/30/90, Bulletin No. 32).
Данный способ осуществляется по следующей технологии.This method is carried out according to the following technology.
Готовят шихту из оксалата никеля и 0,1-3,0 масс. % элементной серы, которую помещают в аппарат для проведения процесса. Аппарат вакуумируют, шихту обезвоживают при температуре 120-150°C. Затем в аппарат напускают водород и проводят активацию при температуре 300-350°C и давлении 1-2 атм. После этого проводят процесс фторфосфинирования газообразным трифторидом фосфора при температуре 60-70°C и давлении 2-5 атм. Механизм процесса:Prepare a mixture of nickel oxalate and 0.1-3.0 mass. % elemental sulfur, which is placed in the apparatus for the process. The apparatus is evacuated, the mixture is dehydrated at a temperature of 120-150 ° C. Then hydrogen is introduced into the apparatus and activation is carried out at a temperature of 300-350 ° C and a pressure of 1-2 atm. After that, the process of fluorophosphination with gaseous phosphorus trifluoride is carried out at a temperature of 60-70 ° C and a pressure of 2-5 atm. Process mechanism:
Недостатком прототипа является присутствие примеси в полученном соединении тетракис-(трифторфосфина) никеля в виде трифторфосфина серы. Технически достаточно сложно очистить продукт реакции - тетракис-(трифторфосфин) никеля от примесей трифторфосфина серы. Наличие примесей серы в продукте ведет к загрязнению никеля на стадии получения никелевых покрытий. Также в известном методе требуется применение водорода, что делает процесс пожаро- и взрывоопасным.The disadvantage of the prototype is the presence of impurities in the obtained tetrakis- (trifluorophosphine) nickel compound in the form of sulfur trifluorophosphine. It is technically quite difficult to purify the reaction product - tetrakis- (trifluorophosphine) nickel from impurities of sulfur trifluorophosphine. The presence of sulfur impurities in the product leads to nickel contamination at the stage of nickel coating production. Also in the known method, the use of hydrogen is required, which makes the process fire and explosion hazard.
Задачей изобретения является получение химически чистого тетракис-(трифторфосфина) никеля в условиях, позволяющих использовать стандартное оборудование и аппараты.The objective of the invention is to obtain chemically pure tetrakis- (trifluorophosphine) Nickel in conditions that allow the use of standard equipment and devices.
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.The proposed method is as follows.
Для решения поставленной задачи в предлагаемом способе в качестве исходного продукта используется оксалат никеля, полученный осаждением при взаимодействии нитрата никеля и щавелевой кислоты. Оксалат никеля загружается в реактор для проведения процесса синтеза, который представляет собой сосуд из нержавеющей стали (реактор синтеза). Реактор синтеза с загруженным оксалатом никеля вакуумируется до остаточного давления не более 1-5 Па, после чего нагревается до температуры 300-350°C. В процессе нагрева остаточное давление в реакторе синтеза не должно превышать 5 Па. После завершения разложения оксалата никеля, сопровождающегося выделением паров воды и двуокиси углерода, реактор охлаждают до комнатной температуры. После чего в реактор подается газообразный трифторид фосфора до давления 40-60 атм, реактор герметизируется и нагревается при температуре 100-150°C в течение 30-40 часов. При этом из порошкообразного никеля, образовавшегося при разложении оксалата никеля в вакууме, и трифторфосфина протекает процесс образования тетракис-(трифторфосфин) никеля. Для отделения избытка трифторфосфина от продукта реакции реактор охлаждают до температуры -70°C и трифторфосфин удаляют в вакууме. Продукт дополнительно очищают при перегонке тетракис-(трифторфосфин) никеля из реактора в приемный баллон. Перегонку осуществляют путем переконденсации в вакууме при температуре реактора 0-20°C и температуре приемного контейнера -60°C при давлении 10-20 Па. Выход продукта (по никелю) составляет 95-98%. Результаты испытаний приведены в таблице.To solve the problem in the proposed method, nickel oxalate obtained by precipitation during the interaction of nickel nitrate and oxalic acid is used as the starting product. Nickel oxalate is loaded into the reactor for the synthesis process, which is a stainless steel vessel (synthesis reactor). The synthesis reactor loaded with nickel oxalate is evacuated to a residual pressure of not more than 1-5 Pa, after which it is heated to a temperature of 300-350 ° C. During heating, the residual pressure in the synthesis reactor should not exceed 5 Pa. After completion of the decomposition of nickel oxalate, accompanied by the release of water vapor and carbon dioxide, the reactor is cooled to room temperature. After that, gaseous phosphorus trifluoride is supplied to the reactor to a pressure of 40-60 atm, the reactor is sealed and heated at a temperature of 100-150 ° C for 30-40 hours. In this case, the formation of tetrakis- (trifluorophosphine) nickel proceeds from the powdered nickel formed during the decomposition of nickel oxalate in vacuum and trifluorophosphine. To separate the excess trifluorophosphine from the reaction product, the reactor is cooled to a temperature of -70 ° C and trifluorophosphine is removed in vacuo. The product is further purified by distillation of tetrakis- (trifluorophosphine) nickel from the reactor to a receiving balloon. Distillation is carried out by recondensation in vacuo at a reactor temperature of 0-20 ° C and a temperature of the receiving container of -60 ° C at a pressure of 10-20 Pa. The product yield (nickel) is 95-98%. The test results are shown in the table.
Таким образом, предложенный способ, в отличие от прототипа, позволяет получать тетракис-(трифторфосфин) никеля без использования газообразного водорода, что приводит к повышению безопасности процесса и, соответственно, понижению класса безопасности установки и помещения, где осуществляют процесс получения тетракис-(трифторфосфина) никеля. Кроме того, полученный продукт не содержит примесей серы и осуществляется без использования дополнительной обработки водородом исходного сырья.Thus, the proposed method, in contrast to the prototype, allows to obtain tetrakis- (trifluorophosphine) nickel without the use of hydrogen gas, which leads to an increase in the safety of the process and, accordingly, a decrease in the safety class of the installation and premises where the process of producing tetrakis- (trifluorophosphine) is carried out nickel. In addition, the resulting product does not contain sulfur impurities and is carried out without additional hydrogen treatment of the feedstock.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017117942A RU2650955C1 (en) | 2017-05-23 | 2017-05-23 | Method for obtaining tetrakis- (trifluorophosphin) of nickel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017117942A RU2650955C1 (en) | 2017-05-23 | 2017-05-23 | Method for obtaining tetrakis- (trifluorophosphin) of nickel |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2650955C1 true RU2650955C1 (en) | 2018-04-18 |
Family
ID=61977017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017117942A RU2650955C1 (en) | 2017-05-23 | 2017-05-23 | Method for obtaining tetrakis- (trifluorophosphin) of nickel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2650955C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2707035C1 (en) * | 2019-02-15 | 2019-11-21 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Горно-химический комбинат" (ФГУП "ГХК") | Method of producing tetrakis-(trifluorophosphine) of isotope-enriched nickel |
| RU2750621C1 (en) * | 2020-11-27 | 2021-06-30 | Лев Эдуардович Барышников | Method for tetrakis-(trifluorophosphine) nickel production |
| CN116497231A (en) * | 2023-06-21 | 2023-07-28 | 核工业理化工程研究院 | Method for preparing nickel from tetra (trifluorophosphine) nickel |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4478890A (en) * | 1983-09-12 | 1984-10-23 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Low temperature deposition of nickel films |
| SU1061391A1 (en) * | 1982-02-11 | 1987-02-15 | Предприятие П/Я А-1758 | Method of producing nickel tetrakis (trifluorophosphine) |
| SU1406966A1 (en) * | 1986-01-22 | 1990-08-30 | Предприятие П/Я А-1758 | Method of producing tetraoxy(trifluorophosphine) of nickel |
| US20060030161A1 (en) * | 2004-08-06 | 2006-02-09 | Tri Chemical Laboratories Inc. | Film forming method |
| JP2006306682A (en) * | 2005-05-02 | 2006-11-09 | Tri Chemical Laboratory Inc | MANUFACTURING METHOD OF Ni(PF3)4 |
-
2017
- 2017-05-23 RU RU2017117942A patent/RU2650955C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1061391A1 (en) * | 1982-02-11 | 1987-02-15 | Предприятие П/Я А-1758 | Method of producing nickel tetrakis (trifluorophosphine) |
| US4478890A (en) * | 1983-09-12 | 1984-10-23 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Low temperature deposition of nickel films |
| SU1406966A1 (en) * | 1986-01-22 | 1990-08-30 | Предприятие П/Я А-1758 | Method of producing tetraoxy(trifluorophosphine) of nickel |
| US20060030161A1 (en) * | 2004-08-06 | 2006-02-09 | Tri Chemical Laboratories Inc. | Film forming method |
| JP2006306682A (en) * | 2005-05-02 | 2006-11-09 | Tri Chemical Laboratory Inc | MANUFACTURING METHOD OF Ni(PF3)4 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| SARAH J. SEVERSON et al., Bis(allyl)nickel and Bis(pentadienyl)iron as Precursors for the Synthesis of Ni(PF 3 ) 4 , Ni(PF 2 H) 4 and Fe(PF 3 ) 5 , Inorg. Chem., 1983, v. 22, pp. 3833-3834. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2707035C1 (en) * | 2019-02-15 | 2019-11-21 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Горно-химический комбинат" (ФГУП "ГХК") | Method of producing tetrakis-(trifluorophosphine) of isotope-enriched nickel |
| RU2750621C1 (en) * | 2020-11-27 | 2021-06-30 | Лев Эдуардович Барышников | Method for tetrakis-(trifluorophosphine) nickel production |
| CN116497231A (en) * | 2023-06-21 | 2023-07-28 | 核工业理化工程研究院 | Method for preparing nickel from tetra (trifluorophosphine) nickel |
| CN116497231B (en) * | 2023-06-21 | 2024-01-05 | 核工业理化工程研究院 | Method for preparing nickel from tetra (trifluorophosphine) nickel |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2650955C1 (en) | Method for obtaining tetrakis- (trifluorophosphin) of nickel | |
| TWI551540B (en) | Alkali metal nitride or alkaline earth metal nitride | |
| KR20100034023A (en) | Process for the manufacture of p4o6 | |
| JPWO2017130745A1 (en) | High purity tungsten pentachloride and synthesis method thereof | |
| US2802887A (en) | Hydrogenation of chlorotrifluoroethylene | |
| US2551571A (en) | Method of producing silanes | |
| US2534676A (en) | Preparation of compounds of uranium and nonmetals | |
| US2889194A (en) | Process for the preparation of sodium borohydride | |
| CN105481621A (en) | Formula and method for preparing three-dimensional-graphene coated single-particle nano-diamond material | |
| US2615788A (en) | Purification of borohydrides of the alkali metals | |
| US1948106A (en) | Process for the preparation of metal cyanamids or mixtures containing the same | |
| US2413469A (en) | Preparation of nitrogen compounds | |
| US2852363A (en) | Preparation of alkali metals | |
| JPS5914409B2 (en) | Method for manufacturing gallium oxide | |
| KR20120073996A (en) | Method for producing solid carbazic acid derivative powder | |
| US2770639A (en) | Method of producing aliphatic and alicyclic carbonates | |
| Jini et al. | The growth, spectral and thermal properties of the coordination compound crystal‐strontium malate | |
| CA2937768C (en) | Ammonia borane purification method | |
| JP6149668B2 (en) | Al-N-H compound powder and method for producing the same | |
| JP2014181152A (en) | Alkaline earth metal imide production method | |
| EP0105637A1 (en) | Method of separating isotopes of zirconium | |
| US989955A (en) | Treatment of gases for removing carbon monoxid therefrom and replacing it by hydrogen. | |
| US3892839A (en) | Process for forming nitrosyl tetrafluoroborate | |
| US2702234A (en) | Method for producing hydrides of the alkaline earth metals | |
| US2647821A (en) | Process of preparing beryllium oxide |