四氟化鈾
作用與用途
綠色針狀晶體,單斜晶系,晶格常數a0=(12.73±0.01)A(1A=0.1nm,下同),b0=(10.753±0.007)A,c0=(8.404±0.008)A,β=(126.33±0.05)°。熔點(960±5)℃,沸點1415℃,密度為(6.70±0.10)g/cm3。難溶于水,不溶于稀酸和稀堿,溶于濃酸和濃堿。可與堿金屬氟化物形成各種復鹽。
合成方法
制法1 UO2+4HF→UF4+2H2O【250~270℃反應溫度】
二氧化鈾與氟化氫反應可生成四氟化鈾,但同時此反應也可以逆向進行,所以反應過程中要及時除去生成的水。
由于二氧化鈾易被氧化生成高氧化態化合物,而高氧化態氧化物用氟化氫進行氟化時,可生成UO2F2,則將使四氟化鈾的純度下降,所以反應前二氧化鈾要預先在氫氣流中,于800~900℃下進行還原處理2~3h,使之重新變成UO2。取適量的二氧化鈾放入鉑舟或鎳舟中,送入反應管內,用高純度的氬將系統內的空氣完全逐出以后,升溫至550~650℃,通入氟化氫。反應時間依氧化鈾的粉碎程度而定。反應完畢后,停止導入氟化氫,再通入氬氣將殘留的氟化氫完全逐出以后,迅速使反應管的溫度降至常溫。如果在殘留有氟化氫的情況下降至常溫時,則氟化氫將被吸附在氟化鈾上。應注意,如果在氟化氫中或用作逐出氣的氬氣中含有水及氧氣時,會使四氟化鈾中的雙氧鈾及氧化物雜質含量增加。
制法2
2UO2+5NH4F·HF→2UF4·NH4F+3NH3+4H2O【150℃反應溫度】
UF4·NH4F4→UF4+NH4F【50℃反應溫度】
氟氫化銨(在常溫下為穩定的白色粉末,容易處理。)與二氧化鈾反應可制得四氟化鈾。
往二氧化鈾粉末中加入比所需量過量20%的氟氫化銨粉末,在惰性氣氛中充分混合,壓成疏松的片,放進聚四氟乙烯反應器中,導入惰性氣體,同時在150℃下加熱8h,就可制得綠色的UF4·NH4F。將UF4·NH4F移至鉑舟中,并放入鎳制反應管或不銹鋼反應管內,如果在惰性氣流中加熱至450℃,隨著反應的進行,NH4F逐漸揮發而分離出去,即可得到四氟化鈾。