氢化法制备二氯硅烷的研究及其应用.pdfVIP

工业催化 70 INDUSTRIALCATALYSIS 2007年第15卷增刊 氢化法制备二氯硅烷的研究及其应用 淡保松1．一，冯良荣1，张 萍1，张大伟L2，候春燕L2，李苹1·2 (1．中国科学院成都有机化学研究所，四川成都61004l；2．中国科学院研究生院，北京100039) 摘要：介绍了二氯硅烷(H：SiCl2)研究及应用现状。二氯硅烷广泛应用于有机硅产品和高性能太 阳能电池等领域。其常】备主要有歧化法、氯化法争氢化法，重点介绍了歧化法和氢化法制备二氯硅 烷需要的条件以及所使用的催化荆。分析了歧化法和氯化法的副产物及氢化法的必要性，并对工 艺前景进行了分析。 关键词：二氯硅烷；催化剂；氢化法 1．1歧化法 二氯硅烷(H：SiCl：)是一种高附加值产品，分子 HSiCI 量IOI，沸点8．2℃，熔点一122．O℃，常温下存储于 3歧化法制备H2SiCI：是目前应用较广泛 高压罐中，呈液化气体状态，25℃液体密度 的方法。反应式： 1．25 kg·L～，极易水解，在空气中冒白烟，有盐酸 2HSiCl3—一H2SiCl2+siCl‘ 气味，水分存在下有极强的腐蚀性。二氯硅烷主要 早期的技术多采用离子交换树脂作催化剂，Li 应用在外延硅和多晶硅的生长、硅化钨等的化学气 KY等…用Dow化学公司的阴离子交换树脂作催 相沉积(CVD)及高性能太阳能电池等领域。目前 应用于半导体工业的硅大部分都是三氯氢硅加氢沉 成主要取决于保留时间，而与催化剂粒度无关。反 积于热载体上。但很大一部分三氯硅烷没有转化成 应为可逆的2级反应，活化能为36．03kJ·md～。 所需的硅而是变成了四氯化硅。四氯化硅是副产 认为离子交换树脂的机械强度低，耐温性差，不能满 品，使制造硅产品的成本提高。随着半导体工业的 hc 足大型固定床反应器的要求。JeaIlkpage等呤1 飞速发展，用H2SiCl2代替HSiCl3来提高电子产品用HSiCl，的歧化反应制备用于制备硅的SiH．和 质量成为未来的发展趋势。目前，中国只有沁阳陵 H2SiCl2。反应式： 空特种气体厂生产H：siCl：，且产量和质量与国外相 2HSicl3—_H2SiCl2+siCl4 比存在较大差距，远远不能满足中国市场的需求。 2H2SiCl2—一+H3SiCl+HSiCl3 因此，有必要尽快着手开发以H：SiCI：为代表的高 SiCl2 2H3SiCl——+SiH4+H2 端电子化学品，使中国的电子工业产品再上一 根据这些反应提出了多种催化剂。为了提高收 个台阶。 率且使反应能在室温下进行，作者提到了一种新型 催化剂。催化剂体系包括无机离子盐M+A。，此化 1 H：SiCl2的生产方法 合物能部分离解生成M+。M+在反应中起到催化 目前工业上制备H：SiCl：的方法主要有歧化的作用。但该工艺由于目标产物中有SiH4，因此， 法、氯化法和氢化法三种工艺，结合使用精密的提纯 技术，可使杂质含量降至满足高端电子产品需求的 更大量SiCl4。 Reinhard Matthes等[31提出了HSiC