四フッ化炭素の製造方法

  四フッ化炭素CF4は完全に人工的に合成された化合物であり、自然界には存在しません。CF4を製造するための主な工業的合成経路は2つあります。

直接フッ素化 – これは、元素状炭素を過剰量の元素状フッ素ガスと300～400℃の高温で反応させる方法です。CH4中のすべての水素原子をフッ素に直接置換します。ただし、副反応により収率は30～40%に制限される傾向があります。

ヒドロフルオロ化 – ここでは、メタンガス（CH4）は、クロムまたはアンチモン触媒を用いて約250℃でフッ化水素（HF）と反応する。この反応により中間体が生成され、それがさらに反応してすべての水素原子をフッ素に置換し、90%以上のCF4が得られる。

どちらのプロセスも、特殊な耐腐食性装置を用いて、危険なフッ素含有反応物を取り扱う必要がある。粗生成物であるCF4は、電気用途に必要な99.9%以上の純度に達するために、分留などの精製工程を経る。

これらの複雑さにもかかわらず、工業規模の生産CF4の製造は、気体誘電体に対する需要の高まりに応えるため、1900年代半ばに開始された。現代の典型的な生産量は、世界全体で年間約2万トンである。