二氟化氙的主要用途

背景及概述^[1]

二氟化氙为无色透明四方晶体。相对密度4.32(25/4℃)，熔点129℃，固体蒸气压为4.6×133.322Pa(25℃)。蒸气也是无色的，有恶臭。易溶于无水氟化氢、氟化亚硝酰·三(氟化氢)和五氟化碘，但不发生电离。能被氢还原生成氙和氟化氢。与氟反应生成四氟化氙或六氟化氙。遇水则水解，过程很复杂。在日光直射下，氙与氟反应而制得。

用途^[2-6]

二氟化氙用作氟化剂和氧化剂。其应用举例如下：

1）制备一种二氟化氙气相刻蚀阻挡层，包括如下步骤：(1)将二氟化氙气体喷洒到裸露的阻挡层的表面；(2)采用光束仅照射电介质层上表面的阻挡层，使电介质层上表面的阻挡层的刻蚀速率高于沟槽和连接孔侧壁上的阻挡层的刻蚀速率。本发明通过向电介质层上表面的阻挡层照射光束，提高了电介质层上表面的阻挡层的刻蚀速率，使电介质层上表面的阻挡层的刻蚀速率高于沟槽和连接孔侧壁上的阻挡层的刻蚀速率，避免沟槽和连接孔侧壁上的阻挡层过度刻蚀，提高了微观上的刻蚀均匀性，达到了更好的工艺效果。

2）制备氟、氮双掺氧化石墨烯，以氧化石墨烯为原材料，分别以尿素和二氟化氙为氮源和氟源，自行设计一个三层的石英杯，把50mg氧化石墨烯、50mg二氟化氙和6.0g尿素分别放在三层石英杯的上层、中层和下层，实现三者的有效分离；把三层石英杯装进聚四氟乙烯内杯，再把聚四氟乙烯内杯装进不锈钢外罐，在200℃下反应10小时，自然冷却至室温，即得到所需的氟、氮双掺氧化石墨烯。

3）制备红外荧光的氮掺杂石墨烯，包括如下步骤：(1)以氧化石墨烯为原材料，在700±30℃下保持流动的氩气流下退火1-3小时，对氧化石墨烯进行还原处理；(2)将步骤(1)中还原后的氧化石墨烯和二氟化氙反应，还原后的氧化石墨烯和二氟化氙的质量比在1∶5至1∶20之间，以此获得氟化石墨烯；(3)将氟化石墨烯放在管式炉中，通以氨气并加热至400-900℃，尤其是500±30℃下恒温反应2-5小时，自然冷却至室温，即得到氮掺杂的石墨烯。本发明利用缺陷较多的氟化还原氧化石墨烯作为原材料有利于高含量的氮掺杂。同时，所制得的氮掺杂石墨烯具有红外荧光，且荧光峰位置可调，调节范围从665纳米至847纳米。

4）制备3，4-二(氟偕二硝基)氧化呋咱，该方法包括以下步骤：搅拌下，将3，4-二(二硝基甲基)氧化呋咱二钾盐加入乙腈中，再加入二氟化氙，在温度10℃~30℃反应48h~120h，浓缩反应液，将得到的浓缩液倒入水中，使用二氯甲烷萃取反应液，萃取液经水洗、干燥后，减压蒸馏得3，4-二(氟偕二硝基)氧化呋咱，其中3，4-二(二硝基甲基)氧化呋咱二钾盐和二氟化氙的摩尔比为1：3~8。本发明主要用于3，4-二(氟偕二硝基)氧化呋咱的合成。

5）制备一种氟掺杂螺旋碳纳米管。先用溶胶-凝胶法制备镍的氧化物纳米颗粒，然后以氢气将其还原为镍纳米颗粒并作为催化剂高温裂解乙炔，产物与二氟化氙反应得到氟化的螺旋碳纳米管。溶胶-凝胶法的原料选用六水合硝酸镍、一水合柠檬酸，溶剂选用无水乙醇。本发明的氟掺杂螺旋碳纳米管的光致发光提升至263nm和291nm深紫外区域，极大填补了现有的半导体材料在这个区域的不足，可以作为紫外发光、紫外探测器件的基础材料，应用于光刻技术、光信息存储以及药物分析领域。

制备^[7]

1）氙与氟混合加热，若氟量增加，依次可制得二氟化氙、四氟化氙、六氟化氙。如氟、氙配料比及反应温度、反应压力选择得当，收率可提高。例如Xe/F₂的配料比为1.3/1～2.0/1，压力为1.47×10⁵～4.51×10⁵Pa，温度为400℃，反应3h，产物收集在-75℃的捕集器中，未反应的氙放空，此时收率在95%以上。

2）将氙(稍过量)和氟导入硬质玻璃反应器中，在98066.5Pa下，光照24h，也可生成XeF₂，再经数周，就见到结晶。但应注意，反应器应绝对干燥，否则将腐蚀反应器。以Ag₂O、Ni₂O₃、NiF₂、AgF₂等为催化剂可使反应度大大提高。

主要参考资料

[1] 无机化合物辞

[2] CN201210366144.X二氟化氙气相刻蚀阻挡层的方法

[3] CN201310479256.0一步制备氟、氮双掺氧化石墨烯的方法和装置

[4] CN201310504362.X一种制备红外荧光氮掺杂石墨烯的方法

[5] CN201610297188.X一种3，4-二(氟偕二硝基)氧化呋咱的合成方法

[6] CN201410825814.9一种氟掺杂螺旋碳纳米管的制备方法

[7] 实用精细化工辞典