本发明属于氟化工领域，具体涉及一种纯化氟气的填料及其制备方法和应用。
背景技术：
氟气是现代氟化工或氟化学领域中重要的材料之一，在新能源、新材料等领域应用越来越广泛。随着氟气的应用领域不断扩大，对氟气的纯度要求也越来越高。氟化盐是常见的氟气纯化剂之一，主要用于去除氟气中的氟化氢杂质。它最大的特色是不带入其它杂质，与氟气不发生反应，再加上它原料易得，成本低廉，所以在氟气纯化过程中最为常见。
市售的氟化盐通常为粉末，是不能直接用来纯化氟气的，其主要原因是由于粉末颗粒很细，堆放时没有孔隙率，氟气通过的阻力很大，对氟气通过产生较大的影响。使用压片机等动力机械可以把粉状氟化盐压制成片状类似小药片的形状，对提高氟化盐床层的孔隙率有所帮助，气体的通过性问题可以得到解决。但这种方法使得压制后的填料内部孔隙率降低很多,气体只能与填料表面的氟化盐反应,不能深入到填料内部,反倒减少了接触面积,吸收效果非常有限，纯化效果不理想。
技术实现要素：
本发明的目的是克服已有技术中纯化氟气的填料孔隙率低，吸收效果不好的缺陷，提供了一种新的纯化氟气的填料及其制造方法及其应用，使该填料具有孔隙率大，吸收效果好的特点，制造方法具有简单易于实现的特点，其在纯化氟气方面的应用具有纯化率高，纯化效果好的特点。
本发明的目的及解决其技术问题另外再采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种纯化氟气的填料，该填料为氟化盐填料，其中所述的氟化盐为氟化钠、氟化钾、氟化钙、氟化镁、氟化锂中一种或多种的混合物。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种纯化氟气的填料的制备方法，包含以下步骤：1)混合：将氟化盐粉末与氢氟酸混合，其中所述氢氟酸浓度不小于5％，氟化盐粉末与氢氟酸的摩尔比为(0.2-4)：1；2)反应：搅拌上述混合物，使氟化盐与氢氟酸充分混合；3)熟化：将上述混合物放置1～24小时，熟化以提高成型效果；4)成型：将上述熟化产物通过不同的成型方法制成不同形状的成品；5)晾晒：将上述成品中的水分通过晾晒的方法自然挥发，形成氟化盐骨架；6)焙烧：在200～800℃温度下对晾晒后的产品进行焙烧，焙烧时间2～24hr，使产品内部的水分和氟化氢逸出，内部形成孔洞和通道。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的纯化氟气的填料的制备方法，其中其中步骤1中所述的氟化盐粉末与氢氟酸的摩尔比为(0.5-2)：1。
前述的纯化氟气的填料的制备方法，其中步骤1所述的氟化氢的浓度为30％-60％。
前述的纯化氟气的填料的制备方法，其中步骤4所述的成型方法为模具压制、挤压、等静压、造粒或滚丸。
前述的纯化氟气的填料的制备方法，其中步骤4所述的产品形状为球/丸状、柱状、条状或无定形状。
前述的纯化氟气的填料的制备方法，其中步骤6所述的焙烧后的产品的孔隙率为40％-60％。
本发明的目的及解决其技术问题另外还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种填料的应用，该填料用于纯化氟气，其工艺为：将所述纯化氟气的填料置于不锈钢填料管中，含有氟化氢杂质的氟气或氟氮混合气体，流经该填料床层，其中流速低于1m/s，温度室温至100℃；氟化盐与氟化氢杂质反应生成酸式盐，留在填料表面或孔洞中，从而使氟气或氟氮气得到纯化。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明纯化氟气的填料及其制备方法和应用可达到相当的技术进步性及实用性，并具有产业上的广泛利用价值，其至少具有下列优点：本发明纯化氟气的填料具有孔隙率大，骨架坚固的特点；本发明纯化氟气的填料的制备方法操作简单、易于实现；本发明纯化氟气的填料用于纯化氟具有吸附力强，纯化效果好的特点，且氟气中氟化盐与氟化氢杂质反应生成酸式盐，留在填料表面或孔洞中，不易被气体带走，使氟气或氟氮气得到更深程度的纯化；经过本发明纯化氟气的填料纯化后，氟气纯度可以达到99％以上。与现有纯化氟气的填料相比较，本发明纯化后纯度更高，杂质含量更低，吸附容量更高。同等条件下现有压片式氟化盐填料的吸附容量只有本发明产品的20～30％，即同等条件下，单位重量的本发明填料吸附氟化氢的重量达到压片式氟化盐填料的3～5倍。以氟化钠填料为例，压片式填料的吸附容量大约是0.08～0.1g/g(氟化氢/填料)，而使用本发明的填料纯化，其吸附容量最高达到0.4g/g(氟化氢/填料)。另外的显著作用是，使用压片式填料进行氟气或氟氮气的纯化，酸式氟化盐存在于光滑的填料表面，极易在气体的作用下重新分解并被带走，因此纯化后的含量会很短时间内下降至99％以下。而本发明的填料在纯化过程中，内部通道中的酸式盐不容易被气体带走，因此纯化后的气体长期保持在99％以上的水平。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合较佳实施例，对依据本发明提出的一种纯化氟气的填料及其制备方法和应用其具体实施方式、步骤、特征及其功效，详细说明如后。
实施例1：
取氟化钠粉末900g与浓度40％的氢氟酸溶液1100g混合在一起，搅拌均匀后放置4小时进行熟化，通过滚丸的方式制成ф20的球。在阳光下晾晒24小时，置入高温炉中，于400℃温度下焙烧6hr。冷却后测定最终产品，水分含量0.25％，酸含量0.48％，内部孔隙率49.8％。将本产品置入金属容器中，并加热到80℃，通入95％的氟气，氟气的流速为0.75m/s。检测出口气体成分，氟气浓度达到99.5％，氟化氢含量0.5％。
实施例2：
取氟化钠粉末900g与浓度45％的氢氟酸溶液1000g混合在一起，搅拌均匀后放置4小时进行熟化，通过滚丸的方式制成ф10的球。在阳光下晾晒24小时，置入高温炉中，于300℃温度下焙烧12hr。冷却后测定最终产品，水分含量0.35％，酸含量0.65％，内部孔隙率49.2％。将本产品置入金属容器中，并加热到80℃，通入95％的氟气，氟气的流速为0.75m/s。检测出口气体成分，氟气浓度达到99.3％，氟化氢含量0.7％。
实施例3：
取氟化钙粉末1000g与浓度50％的氢氟酸溶液900g混合在一起，搅拌均匀后放置4小时进行熟化，通过挤出的方式制成ф5的条状颗粒。在阳光下晾晒24小时，置入高温炉中，于200℃温度下焙烧24hr。冷却后测定最终产品，水分含量0.43％，酸含量1.55％，内部孔隙率42.7％。将本产品置入金属容器中，常温下通入95％的氟气，氟气的流速为0.75m/s。检测出口气体成分，氟气浓度达到99％，氟化氢含量1.0％。
实施例4：
取氟化镁粉末200g、氟化钙粉末800g与浓度50％的氢氟酸溶液1200g混合在一起，搅拌均匀后放置16小时进行熟化，通过滚丸的方式制成ф20的球。在阳光下晾晒12小时，置入高温炉中，于600℃温度下焙烧4hr。冷却后测定最终产品，水分含量0.15％，酸含量0.40％，内部孔隙率51.5％。将本产品置入金属容器中，并加热到60℃，通入95％的氟气，氟气的流速为0.75m/s。检测出口气体成分，氟气浓度达到99.2％，氟化氢含量0.8％。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。