硅烷的制備和應(yīng)用

      硅烷是一種無色、與空氣反應(yīng)并會(huì)引起窒息的氣體。該氣體通常與空氣接觸會(huì)引起燃燒并放出很濃的白色的無定型二氧化硅煙霧。它對健康的首要危害是它自燃的火焰會(huì)引起嚴(yán)重的熱灼傷，如果嚴(yán)重甚至?xí)旅?。如果火焰或高溫作用在硅烷鋼瓶的某一部分?huì)使鋼瓶在安全閥啟動(dòng)之前爆炸。如果泄放硅烷時(shí)壓力過高或速度過快會(huì)引起滯后性的爆炸。泄漏的硅烷如沒有自燃會(huì)非常危險(xiǎn)，不要靠近。處理緊急情況的人員必須要有個(gè)人防護(hù)設(shè)備和適應(yīng)當(dāng)時(shí)情況的防火保護(hù)。不要試圖在切斷氣源之前滅火。

      在反應(yīng)瓶和加料漏斗里分別裝入1.14g LiAlH4于70mL乙醚中的溶液和2.30mL SiCl4于50mL乙醚中的圖硅烷的制備裝置溶液。在整個(gè)合成過程中，把冷浴和指型冷卻管分別保持在-15～-20℃和-78.5℃。將儀器抽空后，乙醚開始回流，此時(shí)必須要注意避免過多的驟沸。然后，將靠近反應(yīng)裝置的U形管接收器冷卻到-95℃(用甲苯凍膏)，其余四個(gè)接收器冷卻到-196℃(液氮)。在攪拌下，用15min將SiCl4+乙醚溶液加入到LiAlH4懸浮液中。為了避免乙醚劇烈回流，使甲硅烷連續(xù)地以中等速度分出。調(diào)節(jié)反應(yīng)器和真空管路之間的玻璃活塞便可以容易地控制反應(yīng)速度。將SiCl4加完后，繼續(xù)攪拌15～20min，以保證反應(yīng)完全。在此期間，將反應(yīng)器和真空系統(tǒng)切斷以免乙醚逃逸過多。當(dāng)甲硅烷從真空系統(tǒng)排凈之后，將空氣通入反應(yīng)器，拆開真空系統(tǒng)。

      硅烷氣是太陽能電池生產(chǎn)過程中不可或缺的材料，因?yàn)樗菍⒐璺肿痈街陔姵乇砻娴淖钣行Х绞?。在高?00℃的環(huán)境下，硅烷氣分解成氣態(tài)硅和氫氣。氫氣燃燒后，剩下的就是純硅了。此外，硅烷氣可以說是無處不在。除了光伏產(chǎn)業(yè)外，還有很多制造工廠需要用到硅烷氣，如平板顯示器、半導(dǎo)體、甚至鍍膜玻璃生產(chǎn)廠。