溶融塩電解法によるCVD用無機フッ化物の合成に関する研究

• 研究課題/領域番号: 61550606
• 研究種目: 一般研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 工業物理化学
• 研究機関: 同志社大学
• 研究代表者: 田坂 明政 同志社大学, 工学部, 教授 (90066275)
• 研究期間 (年度): 1987 – 1988
• 研究課題ステータス: 完了 (1988年度)
• 配分額: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円); 1988年度: 100千円 (直接経費: 100千円); 1987年度: 300千円 (直接経費: 300千円); 1986年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
• キーワード: 溶融フッ化物 / 溶融塩電解 / 電解フッ素化 / 電流効率 / タングステン酸アンモニウム / 六フッ化タングステン / モリブデン酸アンモニウム / 六フッ化モリブデン / フッ化タンタルアンモニウム塩 / フッ化ニオブアンモニウム塩 / CVD用無機フッ化物

研究概要

今年度に行った研究によって得られた新たな知見、成果は次のとおりである。
(1)溶融KF-HF-NH_4F系浴に(NH_4)_2WO_4を0.3mol%溶解させて調製した電解浴を120°Cで、炭素電極を用いて100時間以上電解したところ、NF_3が生成し、同時にO_2も同程度の量生成した。したがって添加物質が電解フッ素化されていることは明らかであったが、WF_6は遊離した形では得られなかった。
(2)陽極生成ガスのみならず、陰極生成ガスの電流効率の経時変化を測定すると、いずれも約80%であり、電解初期には陽極生成ガスの電流効率が、電解後半では、陰極電流効率が上回った。
(3)再度、陽極生成ガスおよび陰極生成ガスの電流効率の経時変化を求めたところ、70万クローン(200時間)通電後に両者は一致し、その値は約60%であった。
(4)200時間電解を続けても、添加物質に含まれている酸素のわずか27.6%がフッ素に変換されたにすぎず、したがって、添加物質またはそれから生じた錯イオンはオキシフルオロ錯塩または錯イオンの形態で電解浴中に留まっているのであろう。
(5)比較的短時間の電解で添加物中の酸素を除去し、完全フッ化物を生成するためには、陽極室と陰極室を隔膜で仕切る必要がある。
(6)フッ素系樹脂でできたイオン交換膜(ナフィオン315、ナフィオン117など)は、膜抵抗が大きすぎるため、隔膜としては不適当である。
(7)テフロン繊維製フィルター(ポリフロンフィルター)は、本系溶融塩電解浴中でも隔膜として十分使用できることがわかった。