氟化钠-单质硅-金属氧化物系列脱氟剂在CF4裂解反应中的结构演变与反应性能

全氟烃（Perfluorocarbons，简写为PFCs）是《京都议定书》中明确限定排放量的重要温室气体，因此把金属冶炼、电子工业排放的PFCs废气（主要是CF4）分解为无害物质是十分必要的。. CF4的无水裂解是指无水条件下，通过CF4与固体脱氟剂之间的气-固反应，脱氟剂中的金属氧化物转化为金属氟化物，将CF4中的氟元素矿化固定。这种技术不产生HF等腐蚀性气体，对反应器无腐蚀，操作简单。.本项目将以探索全氟烃分解反应的新方法为目的，深入剖析（前期研究发现有较高初活性的）NaF-Si-MO类型的脱氟剂（MO代表Al2O3、MgO、CaO、SrO、BaO、La2O3、CeO2等金属氧化物）在CF4裂解反应中的活性相结构及演变规律，调变脱氟剂的原料组成和制备方法，优化反应条件，避免CF4裂解过程中（尚未参与反应的）脱氟剂活性相转化成惰性物相，提高活性相的稳定性和脱氟剂的有效利用率。

全氟烃是《京都议定书》中明确限定排放量的重要温室气体，因此把金属冶炼、电子工业排放的全氟烃废气（主要是CF4）分解为无害物质是十分必要的。在无水条件下，通过与固体脱氟剂之间的气固反应可将CF4裂解，脱氟剂中的金属氧化物转化为金属氟化物，从而将CF4中的氟元素固定下来。. 本项目深入剖析了NaF-Si-MO类型的脱氟剂（MO=V2O5、Cr2O3、Mn2O3、Fe2O3、Co3O4、NiO、CuO、ZnO等过渡金属氧化物；La2O3、CeO2、Pr6O11、Nd2O3、Y2O3等稀土氧化物；Al2O3；MgO、CaO、SrO、BaO等碱土金属氧化物）在CF4裂解反应中的活性相结构及演变规律，推测了CF4在一些高活性脱氟剂上的分解机理途径，分别为：.(1) La2O3 + Si + CF4 —> LaF2 + SiO2 + C, .(2) CeO2 + Si + CF4 —> CeF3 + Ce4.67(SiO4)3O + C,.(3) NaF + Pr6O11 + Si + CF4 —> Na7Pr6F31 + Pr9.33Si6O26 + C, .(4) NaF + Nd2O3 + Si + CF4 —> NaNdF4 + Nd4Si3O12 + C, .(5) NaF + Y2O3 + Si + CF4 —> NaYF4 + Y2SiO5 + C, .(6) NaF + Si + Al2O3 + CF4 —> Na3AlF6 + SiO2 + C, .(7) NaF + Si + MgO + CF4 —> NaMgF3 + Mg2SiO4 + C, .(8) Si + CaO + CF4 —> Ca3Si2O7 + CaF2 + C, .(9) Si + SrO + CF4 —> SrSiO3 + SrF2 + C, .(10) Si + BaO + CF4 —> Ba2SiO4 + BaF2 + C, . 研究发现：850 C反应时NaF-Si-MgO、NaF-Si-CaO、NaF-Si-CeO2上的CF4初始转化率近100%。调变脱氟剂的原料组成和优化反应条件，可抑制脱氟剂活性相转化为惰性物相，提高了脱氟剂的有效利用率。