硅烷的制備和應用

    硅烷是一種無色、與空氣反應并會引起窒息的氣體。該氣體通常與空氣接觸會引起燃燒并放出很濃的白色的無定型二氧化硅煙霧。它對健康的首要危害是它自燃的火焰會引起嚴重的熱灼傷，如果嚴重甚至會致命。如果火焰或高溫作用在硅烷鋼瓶的某一部分會使鋼瓶在安全閥啟動之前爆炸。如果泄放硅烷時壓力過高或速度過快會引起滯后性的爆炸。泄漏的硅烷如沒有自燃會非常危險，不要靠近。處理緊急情況的人員必須要有個人防護設備和適應當時情況的防火保護。不要試圖在切斷氣源之前滅火。

    在反應瓶和加料漏斗里分別裝入1.14g LiAlH4于70mL乙醚中的溶液和2.30mL SiCl4于50mL乙醚中的圖硅烷的制備裝置溶液。在整個合成過程中，把冷浴和指型冷卻管分別保持在-15～-20℃和-78.5℃。將儀器抽空后，乙醚開始回流，此時必須要注意避免過多的驟沸。然后，將靠近反應裝置的U形管接收器冷卻到-95℃(用甲苯凍膏)，其余四個接收器冷卻到-196℃(液氮)。在攪拌下，用15min將SiCl4+乙醚溶液加入到LiAlH4懸浮液中。為了避免乙醚劇烈回流，使甲硅烷連續地以中等速度分出。調節反應器和真空管路之間的玻璃活塞便可以容易地控制反應速度。將SiCl4加完后，繼續攪拌15～20min，以保證反應完全。在此期間，將反應器和真空系統切斷以免乙醚逃逸過多。當甲硅烷從真空系統排凈之后，將空氣通入反應器，拆開真空系統。

    硅烷氣是太陽能電池生產過程中不可或缺的材料，因為它是將硅分子附著于電池表面的最有效方式。在高于400℃的環境下，硅烷氣分解成氣態硅和氫氣。氫氣燃燒后，剩下的就是純硅了。此外，硅烷氣可以說是無處不在。除了光伏產業外，還有很多制造工廠需要用到硅烷氣，如平板顯示器、半導體、甚至鍍膜玻璃生產廠。