四フッ化炭素の製造方法

  四フッ化炭素は完全に人為的な化合物であり、自然には発生しません。CF4 を生成するには、主に 2 つの工業的合成ルートがあります。

直接フッ素化 – これには、元素状炭素と過剰な元素状フッ素ガスを 300 ～ 400°C の高温で反応させることが含まれます。これは、CH4 のすべての水素原子をフッ素に直接置き換えます。ただし、副反応により収率が 30 ～ 40% に制限される傾向があります。

フッ化水素化 – ここでは、メタン CH4 ガスは、クロムまたはアンチモン触媒を使用して約 250°C でフッ化水素 HF と反応します。これにより中間体が生成され、さらに反応してすべての水素原子がフッ素に置換され、90% 以上の CF4 が得られます。

どちらのプロセスでも、特殊な耐食性の装置を使用して危険なフッ素含有反応物を取り扱う必要があります。粗製 CF4 製品は分別蒸留などの後続の精製ステップも経て、電気用途に必要な純度 >99.9% に達します。

このような複雑さにもかかわらず、産業規模の製品CF4 の機能は、ガス状誘電体の需要の増大に応えるために 1900 年代半ばに確立されました。現在の典型的な生産量は、世界中で年間約 20,000 トンです。