روش‌های مختلف استخراج تترافلورید کربن

چندین فرآیند اصلی تولید برای تترافلورید کربن وجود دارد و اکثر تولیدکنندگان مرتبط طبق این فرآیندها تولید می‌کنند:

۱. روش پاشش فوری فلوروکربن مصنوعی.

اصل اساسی: گاز فلوئور (F₂) بلافاصله با کربن واکنش می‌دهد و تولید می‌کندتترافلوئورید کربنو معادله واکنش به شرح زیر است: C + 2F₂→ CF₄.

اصل فرآیند: مواد اولیه مورد استفاده در روش تولید به راحتی قابل تهیه هستند، قابلیت کنترل خوبی دارند و خلوص محصول بالایی دارند. این یک روش تولید رایج در صنعت در حال حاضر است. با این حال، فرآیند واکنش شیمیایی بسیار شدید است و خطر انفجار وجود دارد. بنابراین، لازم است از مهارکننده‌های انفجار و فناوری‌های خاص برای تنظیم مکانیسم واکنش استفاده شود. مهارکننده‌های انفجار رایج شامل Brf₃ و IF₅ هستند، اما خود آنها نیز فعالیت‌های واکنشی قوی دارند و خطرات جدیدی را به همراه دارند.

۲. تری فلوئوروکلرواتان کلرید هیدروژن برای تولید روش CF4

اصل اساسی: تری فلوئورومونوکلرومتان (CF₃Cl) گاز هیدروژن کلرید (HF) تترافلوئورید کربن را می‌توان سنتز کرد و معادله واکنش به شرح زیر است: CF₃Cl + HF → CF₄ + HCl.
اصل فرآیند: فرآیند تولید ساده و عملیات ایمن است. با این حال، به دلیل ممنوعیت تدریجی CFC و HCFC، منابع مواد اولیه مورد نیاز برای این فرآیندها محدود است و در نهایت استفاده از آنها متوقف خواهد شد.

۳. متان، هیدروژن فلوراید، کلر برای ساخت CF4

اصل اساسی: با در نظر گرفتن متان به عنوان مثال، تحت عمل کاتالیزورهای فلزی، معادله واکنش برای تولید تترافلورید کربن در حالت گازی گاز متان و کلر (Cl₂) و هیدروژن فلوراید (HF) به شرح زیر است: CH₄ + 4Cl₂ + 4HF → CF₄ + 8HCl.
اصل فرآیند: این فناوری نسبتاً بالغ، آسان برای استفاده و جمع‌آوری مواد اولیه نسبتاً ساده است. با این حال، کنترل فرآیند واکنش دشوار است، تنوع محصول گسترده است، بازده کم است و به تدریج با سایر فناوری‌های فرآوری جایگزین می‌شود.

۴. روش پیرولیز

اصل اساسی این است که پلاستیک پلی تترافلوئورواتیلن را تا دمای بالا گرم کنید تا حل شود و تترافلوئورید کربن تولید شود.
اصل فرآیند: منبع مواد اولیه گسترده و هزینه آن پایین است، اما خلوص محصول کم است و مقدار زیادی گاز زائد و زباله تولید می‌شود.

۵. الکترولیز آب نمک

اصل اساسی: تترافلورید کربن با الکترولیز محلول آبی کلردار ساخته می‌شود.
اصل فرآیند: این محصول دارای خلوص بالا و هزینه کم است، اما نیاز به استفاده از رسوب‌دهنده الکترواستاتیک و الکترولیت باتری لیتیومی دارد و سرمایه‌گذاری تجهیزات نسبتاً زیاد است.

علاوه بر این، صرف نظر از روش تولید مورد استفاده، تترافلورید کربن خام برای بهبود خلوص خود نیاز به تصفیه ویژه دارد. فرآیند تصفیه عمدتاً شامل اسیدشویی، جذب سطحی و تقطیر است.