KohlenstofftetrafluoridCF4 ist eine rein anthropogene Verbindung, die nicht natürlich vorkommt. Es gibt zwei primäre industrielle Synthesewege zur Herstellung von CF4:
Direkte Fluorierung – Dabei wird elementarer Kohlenstoff mit überschüssigem elementarem Fluorgas bei hohen Temperaturen von 300–400 °C umgesetzt. Alle Wasserstoffatome in CH₄ werden direkt durch Fluor ersetzt. Nebenreaktionen begrenzen die Ausbeuten jedoch häufig auf 30–40 %.
Hydrofluorierung – Hier,Methan (CH4) reagiert bei etwa 250 °C mit Fluorwasserstoff (HF) unter Verwendung eines Chrom- oder Antimonkatalysators. Dabei entsteht ein Zwischenprodukt, das weiterreagiert, wobei alle Wasserstoffatome durch Fluor ersetzt werden und über 90 % CF4 entstehen.
Beide Verfahren erfordern den Umgang mit gefährlichen fluorhaltigen Reaktanten unter Verwendung spezieller, korrosionsbeständiger Ausrüstung. Das Rohprodukt CF4 durchläuft zudem weitere Reinigungsschritte wie die fraktionierte Destillation, um die für elektrische Anwendungen erforderliche Reinheit von >99,9 % zu erreichen.
Trotz dieser Komplexitäten ist die Produktion im industriellen Maßstab möglich.Die Produktion von CF4 wurde Mitte des 20. Jahrhunderts aufgenommen, um die steigende Nachfrage nach gasförmigen Dielektrika zu decken. Das typische Produktionsvolumen liegt heute weltweit bei rund 20.000 Tonnen pro Jahr.
Veröffentlichungsdatum: 20. Oktober 2023