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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201380039005.9 (22)申请日 2013.06.26 61/694,788 2012.08.30 US C25B 1/14(2006.01) C25B 1/18(2006.01) C01B 33/06(2006.01) (71)申请人 道康宁公司 地址 美国密歇根州 (72)发明人 D卡佐利斯 罗伯特托马斯拉森 罗伯特摩根 (74)专利代理机构 北京安信方达知识产权代理 有限公司 11262 代理人 程爽 郑霞 (54) 发明名称 生成硅化物的电解方法 (57) 摘要 本发明提供了一种电解方法，所述电解方法 可用于生成具有周。
2、期表的第一主族金属和 / 或周 期表的第二主族金属和 / 或铝的反应性金属硅 化物。示例性的反应性金属硅化物包括硅化镁 (Mg 2 Si)。 (30)优先权数据 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2015.01.22 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/US2013/047747 2013.06.26 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2014/035540 EN 2014.03.06 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书6页 (10)申请公布号 CN 104487614 A (43)申请公布日 2015.04。
3、.01 CN 104487614 A 1/2 页 2 1.一种方法，包括 ： (i) 加热盐，所述盐包含 (a) 式 MX a 的金属卤化物，其中 M 选自 Li、Na、K、Rb、Cs、Fr、Be、 Mg、Ca、Sr、Ba、Ra、Al 以及它们的组合，下标 a 为 1 或更大的整数，并且每个 X 独立地为卤 素原子，从而制备熔融盐 ； (ii) 将气体引入到所述熔融盐中，所述气体包含式 H b SiX (4-b) 的硅烷，其中下标 b 为 0 至 4 的整数，并使电流通过所述熔融盐，从而生成包含金属硅化物的电解产物。 2.根据权利要求 1 所述的方法，其中满足条件 (a) 和 (b) 中的一者。
4、，并且 条件 (a) 为 M 为 Al、K、Li、Mg、Na 或它们的组合 ；或者 条件 (b) 为 M 为 Al、Ca、Mg 或它们的组合。 3.根据权利要求1所述的方法，其中所述盐还包含成分(b)和(c)中的至少一种，其中 成分 (b) 为选自 Li、Na、K、Rb、Cs、Fr、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Ra、Al 或它们的组合的金属， 并且 成分 (c) 为离子液体。 4.根据权利要求 3 所述的方法，其中满足条件 (i) 和 (ii) 中的一者，并且 条件 (i) 为 (b) 所述金属为 Al、K、Li、Mg、Na 或它们的组合 ；或者 条件 (ii) 为 (b) 所述金属为 Al。
5、、Ca、Mg 或它们的组合。 5.根据权利要求 1 所述的方法，其中 b 为 0 至 3。 6.根据权利要求 1 所述的方法，还包括 ：在步骤 (i) 之前干燥所述盐。 7.根据权利要求 1 所述的方法，其中所述步骤 (ii) 中的气体还包含 H 2 。 8.根据权利要求 1 所述的方法，还包括 (iii) 从所述电解产物中回收包含金属硅化物 的产物。 9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法步骤在惰性气氛下执行。 10.根据权利要求 1 所述的方法，其中所述电解产物包括 (A) 所述金属硅化物，以及 (B) 含有 X 2 的第二产物。 11.根据权利要求10所述的方法，还包括 ：。
6、(iv)从所述电解产物中回收所述第二产物， 并且任选地将所述 X 2 再循环到用于生成 HX 的方法和 / 或再循环到生成 SiX 4 的碳卤化反 应。 12.根据权利要求 10 或权利要求 11 所述的方法，还包括 (v) 使式 HX 的卤化物与包含 所述金属硅化物的所述电解产物 ( 或从所述电解产物中回收的所述金属硅化物 ) 反应，从 而制备包括下列的反应产物 ： (1) 含有式 SiH 4 、HSiX 3 、H 2 SiX 2 和/或H 3 SiX 的一种或多种氢化硅烷的产物 ；以及 (2) 含有 MX a 的第三产物。 13.根据权利要求10或权利要求11所述的方法，还包括(v)使所述。
7、电解产物(或从所 述电解产物中回收的所述金属硅化物 ) 与水性酸反应，从而制备包括下列的反应产物 ： (1) 含有式 SiH 4 、HSiX 3 、H 2 SiX 2 或H 3 SiX 的一种或多种氢化硅烷 ；和 / 或式 H c Si d X e 的聚 硅烷的第四产物，其中下标 c 为 1 或更大的整数，下标 d 为 2 或更大的整数，并且下标 e 为 0 或更大的整数，以及 (2) 含有水性 MX a 的第五产物。 权 利 要 求 书CN 104487614 A 2/2 页 3 14.根据权利要求 13 所述的方法，还包括 ：将所述水性 MX a 脱水。 15.根据权利要求 12 或权利要。
8、求 14 所述的方法，还包括 (vi) 将所述 MX a 在步骤 (i) 中再循环。 16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中每个 X 为 Cl。 17.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中每个 M 为 Mg。 权 利 要 求 书CN 104487614 A 1/6 页 4 生成硅化物的电解方法 0001 硅和硅氧烷产业中的各种方法除了生成所需的硅和硅氧烷产物，还会生成副产 物。例如，硅氧烷制备方法和用于制备高纯度多晶硅的化学气相沉积方法 ( 诸如西门子方 法 ) 可生成副产物四氯化硅 (SiCl 4 )。用于氯硅烷的烷基化或芳基化的格氏反应方法可生 成副产物氯化镁 (MgCl 2 。
9、)。因此，在硅氧烷和硅产业中，需要对这些副产物进行处理。 0002 反应性硅化物可用于制备硅烷，诸如氢化硅烷和卤代硅烷，其可用作硅氧烷和硅 产业中的原材料。因此，在硅氧烷和硅产业中，需要提供这些原材料。 发明内容 0003 电解方法可用于生成反应性硅化物。该方法包括 ： 0004 (i) 加热盐，该盐包含式 MX a 的金属卤化物，其中 M 选自 Li、Na、K、Rb、Cs、Fr、Be、 Mg、Ca、Sr、Ba、Ra、Al 以及它们的组合，下标 a 为 1 或更大的整数，并且每个 X 独立地为卤 素原子，从而制备熔融盐 ； 0005 (ii) 将气体引入到熔融盐中，该气体包含式 H b SiX。
10、 (4-b) 的硅烷，其中下标 b 为 0 至 4 的整数，并且每个 X 独立地为可与金属卤化物中的卤素原子相同或不同的卤素原子 ；以及 0006 (iii) 使电流通过熔融盐，从而生成电解产物。 具体实施方式 0007 除非本说明书的上下文另外指明，否则所有数量、比率和百分比均按重量计 ；并且 冠词“一”、“一个”和“该”均是指一种或多种。“惰性”是指环境含有 0 至 50ppm 氧气，或者 少于 10ppm 氧气。在本文中使用以下缩写 ：“A-hrs”是指安培 - 小时，“C”是指库仑，“” 是指摄氏度 ；“g”是指克 ；“h”是指小时 ；“min”是指分钟 ；“kPa”是指千帕 ；“mA。
11、”是指毫 安 ；“MPa”是指兆帕 ；“ppm”是指百万分率 ；“sccm”是指标准立方厘米每分 ；“XRD”是指 X 射线衍射。发明内容和说明书摘要据此以引用方式并入本说明书中。本文中提及的周期表 及其族是指2012年6月1日发布的可在 http:/www.iupac.org/fileadmin/user_upload/ news/IUPAC_Periodic_Table-1Jun12.pdf上找到的 IUPAC 元素周期表及其族。 0008 电解方法可用于生成反应性硅化物。该方法包括 ： 0009 (i) 加热盐，该盐包含式 MX a 的金属卤化物，其中 M 选自 Li、Na、K、Rb、C。
12、s、Fr、Be、 Mg、Ca、Sr、Ba、Ra、Al 以及它们的组合，下标 a 为 1 或更大的整数，并且每个 X 独立地为卤 素原子，从而制备熔融盐 ； 0010 (ii) 将气体引入到熔融盐中，该气体包含式 H b SiX (4-b) 的硅烷，其中下标 b 为 0 至 4 的整数 ；以及使电流通过熔融盐，从而生成电解产物。在该方法中，引入气体和使电荷通 过熔融盐可以并行 ( 同时 ) 执行。作为另外一种选择，引入气体和使电流通过熔融盐可以 任意顺序连续执行 ；或者作为另外一种选择，以它们的组合执行。例如，步骤(ii)可通过开 始将气体引入到熔融盐，之后开始使电流通过熔融盐来执行。作为另外一。
13、种选择，步骤(ii) 可通过开始使电流通过熔融盐，之后开始将气体引入到熔融盐来执行。在该实施例中，在引 入气体时，电流可持续通过熔融盐。 说 明 书CN 104487614 A 2/6 页 5 0011 在步骤 (i) 中，包含 (a) 式 MX a 的金属卤化物的成分可用作起始材料。在该式中， M 选自 Li、Na、K、Rb、Cs、Fr、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Ra、Al 或它们的组合。作为另外一种选择， M 可选自 Al、K、Li、Mg、Na 或它们的组合。作为另外一种选择，M 可选自 Al、K、Mg、Na 或它 们的组合。作为另外一种选择，M 可选自 Al、Ca 或 Mg。作为另外。
14、一种选择，M 为 Mg。每个 X 独立地选自 Br、Cl、F 和 I。作为另外一种选择，每个 X 独立地选自 Br、Cl 和 F。作为另外一 种选择，每个 X 独立地选自 Br、Cl 和 I。作为另外一种选择，每个 X 为 Cl。下标 a 为值为 1 或更大的整数。下标 a 的最大值取决于选择用于 M 的金属，并且等于选择用于 M 的金属的 最高常见氧化态。 0012 在该方法中，可以使用一种盐。作为另外一种选择，可以使用两种或更多种盐的混 合物。当存在盐的混合物时，该盐可包含两种或更多种金属卤化物。作为另外一种选择，该 盐可包含一种或多种金属卤化物，并且步骤 (i) 中的盐还可包含 (b) 。
15、选自 Li、Na、K、Rb、Cs、 Fr、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Ra、Al 或它们的组合的金属。作为另外一种选择，用于成分 (b) 的金 属可选自 Al、Ca 或 Mg。作为另外一种选择，用于成分 (b) 的金属可为 Mg。存在的金属的量 取决于多种因素，诸如金属卤化物及其所选量，以及电解池的性能，然而，基于盐中所有成 分的总重量计，用于成分 (B) 的金属的量可为 0至 99.9，或者 1至 90。 0013 该方法还可任选地包括添加成分 (c) 离子液体到盐中。离子液体可为有机基或有 机硅基离子液体。不希望受到理论的束缚，认为离子液体可以充当溶剂，可以添加该溶剂 以改善导电性和 /。
16、 或降低熔融温度和 / 或增加反应的动力学速率和 / 或改善对步骤 (ii) 中的所需硅化物产物的反应选择性。离子液体通常提供宽的电化学窗口，以支撑发生电化 学 ( 电解还原 ) 所需的电压。物质的“电化学窗口”是指电压范围，在该范围的上限和下 限之间，物质不会被氧化或还原。不希望受到理论的束缚，认为用于还原反应或氧化反应 的所关注的化合物的势能位于导电介质 ( 即，如上所述可包含离子液体和 / 或溶剂的熔融 盐 ) 的电化学窗口内是可取的。熔融盐的电化学窗口表示电压范围，该电压范围将引起熔 融盐中的电解质发生还原反应，从而制备所需的硅化物产物。有机基离子液体的一些例子 为 (a)1- 丁基 。
17、-3- 甲基咪唑六氟磷酸盐、(b)N,N- 丙基甲基吡咯烷鎓四氟硼酸盐、(c)N,N 丙 基甲基吡咯烷鎓双 ( 三氟甲基磺酰基 ) 亚胺和 (d)1- 丁基吡啶硝酸盐。有机硅基离子液体 的例子为 (a)1- 甲基 -3- 硅烷氧基甲硅烷基 - 溴化烷基咪唑和 (b)1- 甲基 -3- 五甲基二硅 烷氧基甲硅烷基甲基氯化咪唑鎓。离子液体的确切量取决于多种因素，包括所选择的金属 卤化物和所选择的离子液体，然而，基于盐中所有成分的总重量计，离子液体的量可在 0 至 99.9的范围内。 0014 步骤 (i) 中的加热在足以实现足以引起电解产物形成的离子导电性和反应速率 的温度和时间下执行。通常，加热。
18、会使得盐的至少一部分成为液态。步骤(i)中的加热可在 盐的熔点或高于盐的熔点的温度下进行，或在使用盐的混合物时，在高于混合物的固相线 的温度下进行。加热的确切时间和温度取决于多种因素，包括步骤 (i) 中所用成分的类型 和量，盐开始熔融的温度 ( 例如，熔融温度，或盐的混合物的固相线温度 )。然而，温度可在 400至 850、或者 50至 1000的范围内。作为另外一种选择，当步骤 (i) 中所用的盐 包含 MgCl 2 时，温度可在 50至 900、或者 80至 900、或者 150至 900、或者 250 至 900、或者 300至 900和 800至 850的范围内。不希望受到理论的束缚。
19、，认为在 足够高的电流下，由于盐的电阻性质，加热可变成自我维持的，并且这样不需要在步骤 (i) 说 明 书CN 104487614 A 3/6 页 6 的全部过程中进行外部加热，即，步骤(i)期间的加热可包括在步骤(i)的全部或仅一部分 过程中进行外部加热。 0015 该方法还可任选地包括 ：在步骤 (i) 之前干燥该盐。干燥可通过任何方便的方法 执行。干燥该盐可包括例如在 120至 300、或者 120至 200的温度下加热 2h 至 9h、 或者 3h 至 4h。加热可通过任何方便的方法执行，诸如将盐的容器放置在烘箱中。作为另 外一种选择，干燥可包括使气体通过盐。气体可包括干燥的惰性气体，。
20、诸如 Ar 或 N 2 ，可加热 或不加热干燥的惰性气体。作为另外一种选择，气体可以是可从盐中置换水的气体，诸如X 2 和 / 或 HX，其中 X 为可与金属卤化物中的卤素原子相同或不同的卤素原子，例如，HX 可以为 HCl。 0016 该方法还包括步骤(ii)，将(反应物)气体引入到熔融盐中并使电流通过熔融盐， 从而生成电解产物。该气体包含式 H b SiX (4-b) 的硅烷，其中每个 X 独立地为可与金属卤化物 中的卤素原子相同或不同的卤素原子，并且下标 b 为 0 至 4 的整数。作为另外一种选择，硅 烷中的每个 X 为 Cl。作为另外一种选择，下标 b 为 0 至 3。作为另外一种选。
21、择，下标 b 为 0。 除了硅烷，该气体还可任选地包含H 2 。H 2 可通过任何方便的方法引入，诸如在将硅烷引入到 熔融盐之前与硅烷混合，或通过将 H 2 气体独立于硅烷引入到熔融盐中。硅烷 ( 和 H 2 ，如 果 存在)的量取决于多种因素，包括所选金属盐的反应性、熔融盐的温度和电解池的性能(例 如，实现电解池的良好电流效率和电解池耐久性的电解池的几何形状、容积、电压、电压降、 气体在熔融盐中的溶解度、和 / 或压力 )。然而，当存在 H 2 时 ，硅 烷 ：H 2 的相对量可在 10:1 至 1:10 的范围内。气体可通过任何方便的方法引入到熔融盐中，诸如将气体鼓泡通过熔融 盐，用气体喷。
22、射熔融盐，将硅烷溶解在熔融盐中，和 / 或增压以有助于硅烷在熔融盐中的溶 解。 0017 电解池 ( 诸如道恩 (Downs) 电解池或 Hall-Heroult 电解池 ) 可用于使电流通过 熔融盐。电流取决于多种因素，包括所用电解池的性能和所需的产物的生产速率。电压将 由所选熔融盐的还原势能以及实现足够快的动力学速率以使所需方法高效的所需超电势 来决定。势能是开始反应所需的热力学测定值 ( 最小电压 )，该方法将在一定程度的超电 势下运行以增加反应速率。超电势表示多个因素之间的权衡 ：电解池效率、加热电解池的需 求、所需的动力学反应速率、类似于在阳极上鼓泡的质量传递效应和副反应。可以在恒定。
23、势 能或电流下运行该方法。作为另外一种选择，如果杂质趋于聚集在一个电极上，则可以在带 有交流分量的直流电下运行该方法以清除杂质(即，具有直流偏压的交流电)。交流分量可 采用多种形式，包括势能的周期换向、正弦波、方波、锯齿波或周期脉冲势能。多个参数将影 响反应速率。一般来讲，电流越大，反应所需的时间越短，电流越小，则需要越多的时间。较 小的超电势可导致较小的电流和较多的时间。在大规模方法 ( 相较于较小的实验室规模方 法 ) 中，在电极之间可能存在较高的电阻损耗，并且在 6-7V 下，电流可能高至一百多千安。 然而，在实验室规模中，在相同的电压下，电流可为1-5安。确切的参数可根据多种因素(包 。
24、括电极几何形状、电极分隔距离和温度 ) 来选择。 0018 电解池中使用的电极可具有任何方便的构型和构造材料，诸如碳。作为另外一种 选择，构造材料可以为所需反应的催化剂，和 / 或构造材料可被选择为影响所需反应的选 择性。例如，作为另外一种选择，电极可由金属 ( 诸如 Pt) 构成。 0019 本文所述的方法可在惰性气氛中执行。惰性气氛包括但不限于 N 2 气体、氩气以及 说 明 书CN 104487614 A 4/6 页 7 N 2 和氩气的混合物。本文所述的方法可在大气压 ( 例如，101kPa) 下执行。作为另外一种选 择，方法步骤中的一个或多个可在超大气压下执行。作为另外一种选择，该方。
25、法可在 0 至 10MPa、或者 100kPa 至 10MPa、或者 100kPa 至步骤 (ii) 中所选硅烷的临界压力下执行。 0020 上文所述的方法还可任选地包括步骤 (iii)，从电解产物中回收包含金属硅化物 ( 诸如 Mg 2 Si) 的产物。步骤 (iii) 可通过任何方便的方法执行，诸如溶剂萃取、浆料分离或 相分离。溶剂萃取包括使电解产物溶解或分散在有机溶剂中，从而溶解未反应的盐，并且然 后可通过浆料分离技术来回收反应产物。浆料分离技术包括使用沉降鼓、离心分离和 / 或 过滤。作为另外一种选择，可执行相分离，例如，通过使用分接头以从将在电解池中形成熔 融硅化物层的预期位置获得熔。
26、融硅化物。 0021 通过该方法制备的电解产物包括 ：(A)含有金属硅化物的产物，和(B)含有X 2 的副 产物。该方法还可任选地包括步骤(iv)，回收副产物并任选地在用于生成HX的方法和/或 用于生成 SiX 4 的碳卤化反应的方法中再循环 ( 使用 )X 2 。 0022 副产物还可包含 HX，例如当步骤 (ii) 中使用的硅烷具有一个或多个氢原子时，或 在步骤 (ii) 中将 H 2 引入到电解池时。HX 还可通过任何方便的方法回收，诸如蒸馏、冷凝和 / 或洗气。回收的副产物可任选地进一步纯化 ( 例如，通过蒸馏和 / 或串联过滤 )，然后再 循环到 ( 用于 ) 另一个方法中。 002。
27、3 该方法还可任选地包括步骤 (v)，使式 HX 的卤化物与电解产物 ( 或从中回收的金 属硅化物 ) 反应，从而制备包括下列的反应产物 ：(1) 含有 SiH 4 、HSiX 3 、H 2 SiX 2 和/或H 3 SiX 中的一种或多种的所需产物，以及 (2) 含有 MX a 的第二产物，其中 M、X 和 a 如上所述。本文 所述的方法还可任选地包括步骤 (vi) 回收 MX a ，并使其在该方法的步骤 (i) 中再循环。所 需产物可以为气态的，并且可以从电解池中取出，之后在冷凝器中冷凝。MX a 可以作为固体 留下。作为另外一种选择，MX a 可以从所需产物中滤出。 0024 作为另外一。
28、种选择，该方法还可任选地包括使电解产物 ( 或从中回收的金属硅化 物 ) 与水性酸反应，从而制备包括下列的反应产物 ：(1) 含有式 SiH 4 、HSiX 3 、H 2 SiX 2 或H 3 SiX 的一种或多种氢化硅烷 ；和 / 或式 H c Si d X e 的聚硅烷的所需产物，其中下标 c 为 1 或更大的 整数，下标 d 为 2 或更大的整数，并且下标 e 为 0 或更大的整数，以及 (2) 含有水性 MX a 的第 二副产物。水性 MX a 可通过加热部分或完全脱水。MX a 在部分脱水的情况下，可通过在干燥 的HX或X 2 气体下加热来进一步脱水，然后可使干燥的 MX a 在该方。
29、法的步骤 (i) 中再循环。 0025 本文所述的方法可用于制备具有周期表中第一主族金属、周期表中第二主族金属 和 / 或 Al 的反应性金属硅化物。作为另外一种选择，该方法可用于制备具有周期表中第一 主族金属的反应性金属硅化物。作为另外一种选择，该方法可用于制备具有周期表中第二 主族金属的反应性金属硅化物。作为另外一种选择，该方法可用于制备Mg 2 Si。在该方法中， M 的每个例子均可为 Mg。在该方法中，X 的每个例子均可为 Cl。 0026 实例 0027 这些实例旨在说明本发明的一些实施例，并且不应理解为限制权利要求书中所述 的本发明的范围。 0028 在实例1中，将20g Mg和8。
30、0g MgCl 2 装到石英坩埚中，并放置到不锈钢高温熔融盐 电解池中。使用玻璃碳阳极和阴极作为电极，并且一旦盐熔融后在盐中提供电接触。在干 燥和电解之前使用 Ar 吹扫电解池中的空气。将电解池在 120下加热 2.5 小时，以开始干 说 明 书CN 104487614 A 5/6 页 8 燥 MgCl 2 ，同时用 Ar 吹扫。然后将温度升高至 170，并通过喷射通过玻璃管使 10sccm HCl 通过 ( 粉末状 )MgCl 2 。将温度每隔 30 分钟升高 20，直至最终温度达到 300。此时，将 所得的盐混合物加热至 800。一旦盐充分熔融使得导电性足以用于开始电解，则首先使 15sc。
31、cm Ar 鼓泡通过室温 SiCl 4 鼓泡器，然后使其流入到电解池中，以便将 SiCl 4 蒸汽以受 控的流速引入到电解池中。在 12.3 小时内，使 71,000C(19.7 安培 - 小时 ) 电荷经由恒电 势器通过电解池。通过在 Ar 气氛中将盐溶解于有机溶剂中，将所得的产物从盐中移出。经 由 XRD 证实 Mg 2 Si 的存在。在 Bragg-Brentano 几何结构中收集标准粉末衍射图案，采用的 2 为 10至 80，以 0.02为增量，扫描速率为 2.7 /min，且采用 Cu 阳极，其以 40kV 和 44mA 工作。使用 10mm 限高狭缝、1/2发散狭缝、开放的散射狭缝。
32、和开放的接收狭缝，并 用高速检测器收集强度数据。用于确定硅化物的身份的关键峰的 2 值为 24.099、27.89、 39.864、47.125、49.356、57.647、63.386、65.234、72.38 度。 0029 在实例 2 中，将 60g MgCl 2 放置到氧化铝坩埚中，并放置到高温不锈钢熔融盐电解 池中。使用玻璃碳阳极和阴极作为电极，并且一旦盐熔融后在盐中提供电接触。在干燥和 电解之前使用 Ar 吹扫电解池中的空气。将电解池在 120下加热 2 小时，以干燥 MgCl 2 ，同 时用 Ar 吹扫。然后将温度升高至 170，并使 10sccm HCl 通过 MgCl 2 。。
33、将温度每隔 20 分钟 升高 20，直至最终温度达到 300。此时，将盐混合物加热至 850。一旦盐熔融，就开始 电解。将 40sccm Ar 鼓泡通过室温 SiCl 4 鼓泡器，以将 SiCl 4 蒸汽引入到电解池中。在 21.5 小时内，使 106,300C(29.5 安培 - 小时 ) 电荷经由恒电势器通过电解池。通过在 Ar 气氛中 将盐溶解于有机溶剂中，将所得的产物从盐中移出。经由 XRD 证实 Mg 2 Si 的存在。 0030 在实例3中，将10g Mg和60g MgCl 2 装到氧化铝坩埚中，并放置到高温不锈钢熔融 盐电解池中。使用玻璃碳阳极和阴极作为电极，并且一旦盐熔融后在盐。
34、中提供电接触。在 干燥和电解之前使用 Ar 吹扫电解池中的空气。将电解池在 120下加热 2.5 小时，以干燥 MgCl 2 ，同时用 Ar 吹扫。然后将温度升高至 170，并使 15sccm HCl 通过 MgCl 2 。将温度每 隔 30 分钟升高 20，直至最终温度达到 300。此时，将盐混合物加热至 800。一旦盐 熔融，就开始电解。将 30sccm Ar 鼓泡通过室温 SiCl 4 鼓泡器，以将 SiCl 4 蒸汽引入到电解 池中。在 25.4 小时内，将 44527C(12.4 安培 - 小时 ) 电荷经由恒电势器通过电解池。通过 在 Ar 气氛中将盐溶解于手套箱内的有机溶剂中，将。
35、所得的产物从盐中移出。经由 XRD 证实 Mg 2 Si 的存在。 0031 实例 1-3 表明，电解方法可用于生成硅化镁，并且表明该电解方法可用于生成其 他第二主族金属硅化物。该方法可使用廉价的副产物 ( 诸如 SiCl 4 和 MgCl 2 ) 作为反应物。 整个电解过程由下面的反应 (I) 表示。 0032 0033 其中 e- 为电子。副产物氯气 (Cl 2 ) 可再循环以用于生成 HCl 或用于碳氯化反应 以生成随后可用作反应物的 SiCl 4 。然后，Mg 2 Si 可根据下面的反应方案 (II) 与 HCl 反应以 生成硅烷 (SiH 4 )。 0034 Mg 2 Si+4HCl。
36、 aq SiH 4 +2MgCl 2 (II) 0035 MgCl 2 可作为反应物再循环回到电解反应 (I)。硅烷 (SiH 4 ) 可用于制备可用于太 阳能产业和 / 或半导体产业和 / 或电子产业的多晶硅。该方法可提供以下有益效果 ：生成 说 明 书CN 104487614 A 6/6 页 9 反应性硅化物，使用这些硅化物制备可用于太阳能、半导体和电子产业的反应物，以及处理 硅和硅氧烷产业中生成的副产物。 0036 在实例4中，将8.36g NaCl、4.50g KCl和28.5g AlCl 3 (得自美国密苏里州圣路易 斯的西格玛奥德里奇公司 (Sigma Aldrich of St.。
37、Louis,Missouri,U.S.A.) 的混合物放 置在玻璃电解池中。盐混合物的熔点为 125。电解池被设计为使得当将石墨阴极和石墨 阳极放置到盐中时，一旦盐熔融，阴极和阳极就会与熔融盐混合物形成电接触。阳极被玻璃 管包围，该玻璃管具有缓慢流动通过其中的氩气，以移除在电解期间形成的氯气，并通过减 少阴极上Cl 2 重组的量来改善电流效率。用50sccm氩气吹扫整个电解池30分钟，然后加热 至 400，同时继续用氩气吹扫。将气体通过玻璃管引入到电化学电池中，使得引入到电池 中的任何气体鼓泡通过阴极附近的熔融盐。然后，30 分钟后关闭氩气吹扫，并将 30sccm H 2 和7.5sccm S。
38、iCl 4 的混合物经由鼓泡通过阴极附近的熔融盐而引入到电池中。将SiCl 4 蒸汽 引入到氢气流中，方法为 ：首先将 H 2 鼓泡通过含有 SiCl 4 的液态鼓泡器，并使气流与液体平 衡，然后进入电化学电池。通过使用实验室电源将阴极与阳极之间的5.0V偏压维持20分钟 来进行电解。电池电流为 0.3A。在电解后，从电极移除势能，并用 50sccm Ar 吹扫电池，同 时进行冷却。在冷却后，取出盐，并取出若干小片的阴极和附着的电势还原材料的结节以进 行分析。XRD表明，在该XRD中K 6 Si 2 O 7 结晶相的形成反映出对应于K 6 Si 2 O 7 相的2峰位置。 由于在完成反应并冷却。
39、后将氧气引入到片状物，因此 K 6 Si 2 O 7 结晶相表明，在电解池中形成 的KSi随后在逐渐增加和通过XRD分析期间暴露于空气中时而被氧化。在Bragg-Brentano 几何结构中收集标准粉末衍射图案，采用的2为10至80，以0.02为增量，扫描速率 为5/min，且采用Cu阳极，其以40kV和44mA工作。使用10mm限高狭缝、1/2发散狭缝、 开放的散射狭缝和开放的接收狭缝，并用高速检测器收集强度数据。用于确定 K 6 Si 2 O 7 的身 份的关键峰的 2 值为 16.961、28.342、29.415、30.889、31.807、31.828、32.853、33.487、 34.678、34.684、35.016、35.601、38.872、39.621 和 42.784 度。 说 明 书CN 104487614 A 。