三氯氫硅歧化反應(yīng)動力學及反應(yīng)精餾生產(chǎn)硅烷工藝研究.pdf

1、經(jīng)濟發(fā)展，化石能源消耗增加，化石能源屬于不可再生能源，其消耗的增加不僅帶來能源危機，同時也造成環(huán)境污染，例如中國多地出現(xiàn)霧霾現(xiàn)象，PM2.5頻頻爆表，給人們身體健康帶來重大危害，為此，尋找清潔無污染可再生能源迫在眉睫，太陽能因其清潔無污染而成為首先，多晶硅是太陽能電池的主要材料之一。硅烷是硅烷法制備多晶硅材料的主要原料之一，也是半導(dǎo)體微電子工藝常用的電子氣體，廣泛應(yīng)用于含硅涂層和薄膜中，其需求量越來越大。國內(nèi)多晶硅廠目前尚不能生產(chǎn)電子級

2、多晶硅，電子級多晶硅受制于國外，滿足不了國內(nèi)迅速發(fā)展電子行業(yè)所需的電子級多晶硅，不利于國內(nèi)電子行業(yè)的發(fā)展。目前國內(nèi)生產(chǎn)多晶硅主要采用改良西門子法，改良西門子法生產(chǎn)多晶硅能耗大，同時部分核心技術(shù)受國外控制，導(dǎo)致國內(nèi)多晶硅廠不能生產(chǎn)電子級以及純度更高的多晶硅；硅烷法生產(chǎn)多晶硅工藝流程簡單，能耗低，利用該方法能生產(chǎn)電子級以及純度更高的多晶硅，能滿足迅速發(fā)展的國內(nèi)電子行業(yè)的發(fā)展需求，硅烷是硅烷法制備多晶硅的主要原料，如何廉價的制備硅烷是一個急需

3、解決的技術(shù)問題。針對該問題，本論文研究了三氯氫硅歧化反應(yīng)精餾生產(chǎn)硅烷工藝，并自主設(shè)計反應(yīng)精餾生產(chǎn)硅烷中試實驗裝置，成功制備出硅烷，打破了國外的技術(shù)封鎖。
　　本論文主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下：
　?。?）四氯化硅氫化制備三氯氫硅，研究了反應(yīng)溫度、空速、壓力和原料配比對 SiCl4（四氯化硅）高溫熱氫化制備 SiHCl3（三氯氫硅）的影響；當反應(yīng)溫度1050℃,反應(yīng)壓力0.6Mpa（表壓），反應(yīng)空時1000 h-1，H2（氫氣）和

4、STC（四氯化硅）物質(zhì)的量比值為4，三氯氫硅的收率最高，達到19.81％。
　?。?）研究了三氯氫硅歧化反應(yīng)動力學，篩選出一種催化活性和耐溫性好的催化劑PA100，探究了反應(yīng)溫度、催化劑填充量及催化劑顆粒大小對三氯氫硅歧化反應(yīng)的影響，建立三氯氫硅歧化反應(yīng)動力學模型，計算出反應(yīng)活化能和指前因子。
　?。?）探究了二氯氫硅歧化反應(yīng)精餾以及三氯氫硅歧化反應(yīng)精餾制備硅烷實驗，自主設(shè)計了三氯氫硅歧化反應(yīng)精餾中試實驗裝置，并利用該裝置成