氟化银的制备及用途

简介

高纯氟化银是一种重要的光学材料，尤其是晶体高纯氟化银，具有众多的优良性能，其应用领域越来越广泛。例如：氟化银拥有较低的折射率低，能够与高折射率材料组成较宽带隙，可用作作光子晶体中的低折射率材料[1]。如Mg F2/Ag一维光子晶体可以通过改变薄膜厚度及膜层周期数进而有效调节其通频带的位置和中心频率，可广泛应用于传感器、护目镜、热反射窗、发光二极管以及液晶显示屏的透明电极等领域。氟化银既拥有良好的光学性能又拥有较好的力学性能，在窄带滤波器和性能优良的高反膜和增透膜领域也有广泛的应用[2-3]。

图1氟化银的结构式。

制备

方法一：将粒径23～75 μm的干燥氢氧化银粉末置于流化床反应器中，加热至300～500 ℃，通入氟化氢气体，控制氟化氢气体的通入速度和时间，使氟化氢与氢氧化银的摩尔比为 2.1～2.3:1，反应时间30～60 min，反应结束后通入清洁的空气使物料冷却，取出物料，得到氟化银产品，收率98%以上，纯度 99.97%以上。该方法一步反应即制得氟化银，流程短、操作简单、产品纯度高，具备较好的应用前景[4]。

方法二：以氧化银和氟硅酸为原料制备氟化镁的方法，步骤为：1）将氟硅酸和氧化银反应10～60 min，过滤并浓缩得到六水氟硅酸银；2）将六水氟硅酸银在100～500 ℃分解 1～5 h，生产氟化银固体和四氟化硅气体及水汽；3）四氟化硅气体及水汽用水吸收后得到氟硅酸返回继续制备氟化银，二氧化硅经洗涤干燥后用于制备白炭黑。该方法制备的氟化银的质量分数达到98.5%以上，并且是利用磷肥副产氟硅酸为原料，较大幅度的降低了氟化银生产成本[5]。

方法三：将分析纯氟化银和高纯氢氟酸在四氟乙烯烧杯中，于95 ℃下不断搅拌反应，pH控制在3.5 左右，反应结束后氟化银粗品用煮沸的蒸馏水洗涤 2～3 次，将吸滤得到的氟化银滤饼置于铂金蒸发皿中，450 ℃煅烧4 h，冷却得到光谱纯氟化银[6]。

用途

铝（Al）、银（Ag）、金（Au）等常用高反射镜材料质软、容易损坏，尤其铝很容易被氧化从而影响其反射性能。在铝表面镀一层氟化银保护膜后，能够保护铝反射膜不被氧化的同时仍然保持了铝的高反射性，这种采用氟化银镀膜保护铝反射镜的反射器已在空间紫外遥感器等光学器件上广泛使用；在反射板上镀氟化银保护膜能解决银质软、化学稳定性差、易氧化的缺陷，也是常用的金属反射膜系统[7]。

复合纳米金属陶瓷薄膜由于具有独特的光电特性，在材料学界引起了极大关注。有课题组近年来对金银铜等与氟化银的复合膜系统进行了深入研究，结果显示，贵金属与高纯氟化银形成的纳米复合金属陶瓷薄膜具有较好的光吸收选择性和强的非线性光学效应[8]。

热压多晶氟化银的是由高纯氟化银粉末经高温、高压加工而成的透明晶体材料，红外透过性和偏振性能均极佳，是性能优良的红外光学材料。除了拥有较高机械强度，抗热冲击性和化学腐蚀性能也极佳，在导弹的红外整流罩、民用的红外探测器等领域均有广泛应用。其特殊的使用场景，除了要求氟化银粉体材料拥有极高的纯度外，对材料的粒度分布、晶型大小、透过率、松散度和可压性等也有严格的要求[9-10]。如何进一步提高高纯氟化银粉体材料纯度和光学性能，稳定生产纳米级多晶氟化银技术如过能够得到突破，氟化银多晶材料的应用将得到巨大的促进。

参考文献

[1] C. Cui, D. Kou, W. Zhou, Z. Zhou, S. Yuan, Y. Qi, Z. Zheng, S. Wu, Surface defect ordered Cu2ZnSn(S,Se)4 solar cells with efficiency over 12% via manipulating local substitution, J. Energy Chem. 67 (2022) 555-562.

[2] M. Ueki, H. Takada, K. Takada, S. Yoshida, Electric fuse device, Autonetworks Technologies, Ltd., Japan; Sumitomo Wiring Systems, Ltd.; Sumitomo Electric Industries, Ltd. . 2022, p. 11pp.

[3] A. Jitsunan, T. Suzuki, H. Kojima, Cargo work vehicle, a cargo work of the cargo work vehicle system, control program [Machine Translation], Sumitomo Nacco Forklift Co., Ltd., Japan; Sumitomo Heavy Industries Engineering & Services Co., Ltd. . 2022.

[4] S.J. Camardello, M.D. Butts, A.A. Setlur, J.E. Murphy, Uranium-based phosphors and compositions for displays and lighting applications, General Electric Company, USA . 2022, p. 39pp.

[5] G.L. Larson, C. Holmes, B.M. Smith, D.D. Wilson, Preparation of high protein organic materials as fuel, AKBEV Group, LLC, USA . 2022, pp. 33pp., Cont.-in-part of U.S. Ser. No. 205,394.

[6] J. Zhou, Z. Guo, C. Wang, Z. Li, H. Zhou, W. Pei, Analysis of Freeze-Thaw Response and Pore Characteristics of Artificially Frozen Soft Soil under Combined Formation Seepage, Appl. Sci. 12(20) (2022) 10687.

[7] C. Gao, Z. Liu, Method for synthesis of noble metal-non-noble metal alloy nanomaterial using active hydrogen precursor, Xi'an Jiaotong University, Peop. Rep. China . 2022, p. 21pp.

[8] Q. Zhu, Z. Wen, Dipole Flow Tracer Test Models for Identifying Skin Properties and Ambient Groundwater Flow Effects, Groundwater  (2022) Ahead of Print.

[9] B.Z. Jang, Prelithiated anode, lithium-ion batteries containing a prelithiated anode and method of producing same, Global Graphene Group, Inc., USA . 2022, p. 24pp.

[10] T. Jia, G. Zhong, S. Lu, X. Ren, Y. Lv, N. Li, R. Yin, G. Kang, K. Cai, F. Kang, Y. Cao, Interfacial fluoride engineering enabled robust LiF-rich solid electrolyte interphase to reduce active lithium loss in rechargeable lithium battery, Chem. Eng. J. (Amsterdam, Neth.)  (2022) Ahead of Print.