三氯氫硅歧化反應動力學及反應精餾生產硅烷工藝研究.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，也是半導體微電子工藝常用的電子氣體，廣泛應用于含硅涂層和薄膜中，其需求量越來越大。國內多晶硅廠目前尚不能生產電子級

2、多晶硅，電子級多晶硅受制于國外，滿足不了國內迅速發(fā)展電子行業(yè)所需的電子級多晶硅，不利于國內電子行業(yè)的發(fā)展。目前國內生產多晶硅主要采用改良西門子法，改良西門子法生產多晶硅能耗大，同時部分核心技術受國外控制，導致國內多晶硅廠不能生產電子級以及純度更高的多晶硅；硅烷法生產多晶硅工藝流程簡單，能耗低，利用該方法能生產電子級以及純度更高的多晶硅，能滿足迅速發(fā)展的國內電子行業(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、解決的技術問題。針對該問題，本論文研究了三氯氫硅歧化反應精餾生產硅烷工藝，并自主設計反應精餾生產硅烷中試實驗裝置，成功制備出硅烷，打破了國外的技術封鎖。
　　本論文主要研究內容及結果如下：
　?。?）四氯化硅氫化制備三氯氫硅，研究了反應溫度、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；當反應溫度1050℃,反應壓力0.6Mpa（表壓），反應空時1000 h-1，H2（氫氣）和

4、STC（四氯化硅）物質的量比值為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的影響，建立三氯氫硅歧化反應動力學模型，計算出反應活化能和指前因子。
　?。?）探究了二氯氫硅歧化反應精餾以及三氯氫硅歧化反應精餾制備硅烷實驗，自主設計了三氯氫硅歧化反應精餾中試實驗裝置，并利用該裝置成