專利名稱：制造熱解二氧化硅的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造熱解二氧化硅(fomed silica)的方法。
背景技術(shù)：
非常細粒徑的蒸氣沉積金屬氧化物(尤其是熱解二氧化硅)存在許多應(yīng) 用。這些應(yīng)用包括聚合物填料例如橡膠填料、紙張涂料(即，記錄介質(zhì))、光 學(xué)纖維和石英玻璃制品的制造、熱絕緣、和打算用于半導(dǎo)體制造的化學(xué)-機
械拋光組合物。
熱解二氧化硅通常通過氯硅烷例如四氯化硅在氫氧焰中的氣相水解制 造。這種方法通常稱為熱解法?？偡磻?yīng)為
SiCl4+2H2+02 + Si02+4HC1
有機硅烷也已用于制造熱解二氧化硅的熱解法中。在有機硅烷的氣相水 解中，含碳部分被氧化形成二氧化碳，二氧化碳與鹽酸一起作為副產(chǎn)物。
在該方法中，形成亞纟斂米尺寸的熔融二氧化硅J^。這些顆粒;並撞并融合 形成長度約0.1-0.5pm的三維分支鏈狀聚集體。冷卻發(fā)生得非?？?，限制顆 粒的生長并確保該熱解二氧化硅是無定形的。這些聚集體又形成0.5-44jam 的團聚體(約325 US目)。熱解二氧化硅通常具有非常高的純度，在許多情況 下總雜質(zhì)低于100ppm(百萬分之一)。該高的純度使得熱解二氧化硅分散體對 許多應(yīng)用特別有利。
現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)開發(fā)了通過熱解法制造熱解二氧化硅的多種方法。美國 專利2,990,249描述了一種熱解制造熱解二氧化硅的方法。根據(jù)該方法，將 包含燃料(例如曱烷或氫氣)、氧氣和揮發(fā)性硅化合物(例如四氯化硅)的氣相 原料進料到支持具有約2:1或更小的高度/直徑比的短火焰的燃燒器中，其中氧氣以化學(xué)計量或超化學(xué)計量的比例存在。燃料在氧氣中燃燒形成的水與四 氯化硅反應(yīng)產(chǎn)生二氧化硅顆粒，該顆粒聚結(jié)并聚集形成熱解二氧化硅。冷卻 來自該燃燒器的排出液，然后收集熱解二氧化硅。
美國專利4,108,964描述了一種使用有機硅烷作為含硅組分熱解制造熱 解二氧化硅的方法。根據(jù)該方法，使有機硅烷例如曱基三氯硅烷在高于該有 機硅烷沸點的溫度下?lián)]發(fā)。將汽化的有機硅烷與氣態(tài)燃料(例如氳氣或曱烷) 和含有15-100%氧氣的含氧氣體混合以形成原料。將該原料以多種流速進料 到由燃燒器支持的火焰中以制造熱熱解二氧化硅。據(jù)報道，各氣體組分的體 積比并非至關(guān)重要。有機硅烷和形成水的氣體的摩爾比據(jù)稱通常在1:0到 1:12的范圍內(nèi)。
盡管有了上述制造熱解二氧化硅的方法，但仍需要制造熱解二氧化硅的 其它方法，特別是更經(jīng)濟和/或有效地制造熱解二氧化硅的方法，其中熱解二 氧化硅顯示出合意的性質(zhì)例如顆粒均勻性、分散性等。
本發(fā)明提供這樣的方法。從本文提供的本發(fā)明的描述，本發(fā)明的這些和 其它優(yōu)點以及其它創(chuàng)造性特點將變得明晰。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種制造熱解二氧化硅的方法，包括(a)提供包含約80% -100 %甲基三氯硅烷的鹵化硅原料，(b)將鹵化硅原料與氫氣和氧氣合并 (combine)以形成反應(yīng)物混合物，(c)將反應(yīng)物混合物從燃燒器排出，其中氫氣 (Hb)以基于反應(yīng)物混合物的約0.11或更低的摩爾分數(shù)存在，和/或反應(yīng)物混合 物在離開所述燃燒器時的速度為約25m/s或更高，和(d)將反應(yīng)物混合物的氬 氣和氧氣燃燒以便使卣化硅水解以產(chǎn)生熱解二氧化硅。
具體實施例方式
本發(fā)明提供一種制造熱解二氧化硅的方法。所述方法包括(a)提供卣化 硅原料，(b)將卣化硅原料與氫氣和氧氣合并以形成反應(yīng)物混合物，(c)將反應(yīng) 物混合物從燃燒器排出，和(d)將反應(yīng)物混合物的氫氣和氧氣燃燒以便使卣化 硅水解以產(chǎn)生熱解二氧化硅。
卣化硅可以是在水解火焰中在施加到其上的條件下能夠水解為相應(yīng)氧 化物(即二氧化硅)的任何卣化硅。合適的卣化硅包括，例如，四氯化硅、四
6氟化硅、曱基三氯硅烷、三氯硅烷、二曱基二氯硅烷、曱基二氯硅烷、曱基 二氯氟硅烷、二氯硅烷、二丁基二氯硅烷、乙基三氯硅烷、丙基三氯硅烷、
及其混合物。
卣化硅原料包含約80 % -100 %的曱基三氯硅烷(例如，約83 % -100 %的 曱基三氯硅烷、約85%-100%的甲基三氯硅烷、或約87%-100%的曱基三氯 硅烷)。卣化硅原料優(yōu)選包含約90%-100%的曱基三氯硅烷(例如，約91 %-100 %的曱基三氯硅烷、約92%-100%的曱基三氯硅烷、約93%-100%的曱基三 氯硅烷、或約94%-100%的曱基三氯硅烷)。更優(yōu)選地，卣化硅原料包含約 95%-100%的曱基三氯硅烷(例如，約96%-100%的曱基三氯硅烷、約97% -100%的曱基三氯硅烷、約98%-100%的曱基三氯硅烷、或約99%-100%的 甲基三氯硅烷)。最優(yōu)選地，卣化硅原料是純的或基本上純的曱基三氯硅烷(例 如，約99.5%-100%的曱基三氯硅烷、約99.8%-100%的曱基三氯硅烷、約 99.9%-100%的曱基三氯硅烷、約100%的曱基三氯硅烷)。理想地，卣化硅 原料是100 %的曱基三氯硅烷。
在將卣化硅原料與氫氣和氧氣合并形成反應(yīng)物混合物之前，通常將囟化
化。例如，可以通過暴露于適當高的溫度的環(huán)境中而將卣化硅原料變?yōu)闅鈶B(tài) 或氣化。
氧氣代表在本發(fā)明的方法中用于氫氣燃燒的氧化劑并且可以其純態(tài)使 用或與其它氣體混合使用。因此，氧氣可以作為純的或基本上純的氧氣、作 為空氣、或作為富氧空氣提供。而且，如果需要，可以與其它氣體例如氮氣、 氬氣、氦氣、二氧化碳和/或卣化氬混合的氧氣的形式提供氧氣。
當氧氣不是以純的形式提供時，例如，當氧氣作為含氧氣體的一部分提 供時，可能有或者沒有與氧氣一起存在的水例如水蒸汽或濕氣。例如，當氧 氣通過供應(yīng)空氣而提供時，水將和氧氣一起存在。在這種水與氧氣一起存在 的情況下，例如在空氣的情況下，任選地將水全部或部分地從含氧氣體中除 去。如果期望從含氧氣體中除去水，則可以任何合適的方式(例如，通過對 供應(yīng)氧氣的空氣進行干燥)除去水。
反應(yīng)物混合物包含卣化硅原料、氫氣和氧氣。因此，反應(yīng)物混合物通常 為氣體形式。反應(yīng)物混合物合意地包含至少化學(xué)計量的量的氳氣并且，優(yōu)選地，至少化學(xué)計量的量的氧氣。換句話說，反應(yīng)物混合物合意地包含足夠濃 度的氫氣，以便在其燃燒時提供充足的水，以將反應(yīng)物混合物的所有或基本 上所有的囟化硅轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的氧化物，即二氧化硅。而且，形成該混合物的 一部分的氧氣的濃度合意地至少足以燃燒反應(yīng)物混合物的所有或基本上所 有的氫氣。優(yōu)選地，反應(yīng)物混合物的氫氣和氧氣組分的濃度至少比本文描述 的化學(xué)計量需要量稍微過量。
氫氣(Kb)合意地以約0.11或更低的摩爾分數(shù)存在，基于所述反應(yīng)物混合 物，即所有反應(yīng)物混合物組分的總摩爾數(shù)，所述反應(yīng)物混合物組分的總摩爾
數(shù)包括，但不限于，卣化硅原料、氫氣和氧氣的摩爾數(shù)。H2摩爾分數(shù)(XH2)
可以通過將H2的摩爾數(shù)除以所有的反應(yīng)物混合物組分的總摩爾數(shù)確定。H2 的摩爾數(shù)包括(a)氫氣中的H2的摩爾數(shù)，(b)含氧氣體中的H2的摩爾數(shù)(如果 存在H2的話)，和(c)從卣化硅原料組分(即，那些快速燃燒以向在反應(yīng)物混合 物中的H2總摩爾數(shù)提供貢獻H2的卣化硅原料組分，例如三氯硅烷(TCS)(如 果其存在于卣化硅原料中的話)，但不從曱基三氯硅烷或四氯化硅或其它這 樣的卣化硅(如果它們存在于卣化硅原料中的話)提供H2的摩爾數(shù))作為實際 物質(zhì)提供的Eb的摩爾數(shù)。通過卣化硅原料中的任何三氯硅烷提供的H2的摩 爾數(shù)等于三氯硅烷摩爾數(shù)的一半(1/2)。 H2摩爾分數(shù)可以為約0.06或更高(例 如，約0.07或更高、約0.075或更高、約0.08或更高、約0.085或更高、或 約0.09或更高)。H2摩爾分數(shù)可以為約0.1或更低(例如，約0.095或更低、 約0.09或更低、約0.085或更低、或約0.08或更低)。通常，H2摩爾分數(shù)為 約0.06-約O.ll(例如，約0.07-約0.1、或約0.075-約0.095)。
可以用任何合適的方式將卣化硅原料、氫氣和氧氣合并以形成反應(yīng)物混 合物。例如，反應(yīng)混合物可以通過在將反應(yīng)物混合物通到燃燒器中之前將卣 化硅原料、氫氣和氧氣合并而形成，或者反應(yīng)混合物可以通過將卣化硅原料、 氫氣和氧氣在燃燒器中，例如，在發(fā)生氬氣和氧氣的燃燒的區(qū)段處或區(qū)段前 合并而形成。
燃燒器包括入口端和排出端或出口。入口端可以定義為接收和混合室， 在其中引入反應(yīng)物混合物各組分并將其合并以形成反應(yīng)物混合物。因此，例 如，卣化硅原料、氫氣和氧氣可以分別通過單獨的管道引入到燃燒器中，在 燃燒器中將反應(yīng)物混合物各組分合并以形成反應(yīng)物混合物?；蛘哓栈柙?料、氫氣和氧氣中的兩種或全部三種可以在其進入到燃燒器中之前在常用管道中部分或完全合并。
反應(yīng)物混合物從燃燒器排出并且優(yōu)選地，但不是必須的，噴射到合適的
封閉反應(yīng)空間中。反應(yīng)物混合物離開燃燒器時的速度合意地為約25m/s或更 高(例如，約30m/s或更高、約35m/s或更高、或約40m/s或更高)。反應(yīng)物 混合物離開燃燒器時的速度可以為約100m/s或更低(例如，約95m/s或更低、 約90m/s或更j氏、約85m/s或更j氐、約80m/s或更〗氐、約75m/s或更^氐、約 70m/s或更低、約65m/s或更低、約60m/s或更低、約55m/s或更低、約50m/s 或更低、或約45m/s或更低)。通常，反應(yīng)物混合物離開燃燒器時的速度為約 2 5m/s-約100m/s (例如，約30m/s-約50 m/s、或約3 5m/s-約45 m/s)。
可以將從反應(yīng)物混合物分離的可燃氣體或蒸氣進料到鄰近燃燒器排出 端或出口的環(huán)形空間中并從該環(huán)形空間排出。在燃燒器排出端附近排出的可 燃氣體或蒸氣可以為任何合適的氣體或蒸氣，該氣體或蒸氣不與反應(yīng)物混合 物的組分或燃燒過程的產(chǎn)物有害地進行反應(yīng)。合適的可燃氣體包括氫氣和曱 烷?？扇細怏w通過環(huán)形空間的流速合意地足以保持燃燒器的出口不附著固體 物質(zhì)并避免卣素氣體在廢氣中的形成?？衫萌魏魏线m的量的可燃氣體以獲 得這種結(jié)果。
氧氣與氬氣進行燃燒反應(yīng)以形成水。水的形成導(dǎo)致面化硅的水解和熱解 二氧化硅的生成。
在燃燒反應(yīng)區(qū)，存在可以通過層流火焰速度表征的火焰。層流火焰速度 可根據(jù)已知技術(shù)測定，所述已知技術(shù)例如描述于National Fire Protection Association (NFPA) Codes and Standards,特別是NFPA 68(2002版)(特別參見 其附錄D)中的技術(shù)。層流火焰速度可以為約10cm/s或更高(例如，約20cm/s 或更高、約30cm/s或更高、約35cm/s或更高、約40cm/s或更高、或約45cm/s 或更高)。層流火焰速度可以為約80cm/s或更低(例如，約70cm/s或更低、 約65cm/s或更低、約60cm/s或更〗氐、約55cm/s或更葉氐、約50cm/s或更4氐、 約45cm/s或更低、或約40cm/s或更低)。層流火焰速度合意地為約20cm/s-約70cm/s(例如，約30cm/s-約60cm/s、或約35cm/s-約50cm/s),例如約35cm/s-約41cm/s,或甚至約42cm/s-約48cm/s。
然后為反應(yīng)物混合物提供這樣的環(huán)境，在其中可以將燃燒過程冷卻并將 燃燒過程進行完全。優(yōu)選地，該環(huán)境通過封閉反應(yīng)空間例如通過反應(yīng)室界定。 可以用任何合適的方式將燃燒過程冷卻。例如，可以通過將不燃氣體進料到反應(yīng)空間中的反應(yīng)室中而將該燃燒過程冷卻?；蛘?，可以通過將不燃氣體或 其它合適的物質(zhì)進料到鄰近反應(yīng)空間的空間(例如鄰近反應(yīng)空間的環(huán)形空間) 中而將該燃燒過程冷卻。合適的不燃氣體包括空氣、氧氣和氮氣。在這方面， 具體地說，不燃氣體可以覆蓋水解反應(yīng)火焰并因此將水解反應(yīng)的反應(yīng)產(chǎn)物冷 卻到低于熱解二氧化硅反應(yīng)產(chǎn)物的燒結(jié)溫度的溫度。
由于水解反應(yīng)火焰將卣化硅水解以產(chǎn)生熱解二氧化硅，因此對本文中描 述的H2摩爾分數(shù)和/或燃燒器速度的小心控制起到穩(wěn)定水解反應(yīng)火焰的作 用，盡管在卣化硅原料中存在相對高濃度的曱基三氯硅烷。水解反應(yīng)火焰的 提高的穩(wěn)定性提供熱解二氧化硅有效和穩(wěn)定的生產(chǎn)。
熱解二氧化硅通常以初級顆粒的聚集體，特別是具有由初級顆粒組成的 鏈狀結(jié)構(gòu)的聚集體的形式存在。初級顆粒通過構(gòu)成該顆粒的各原子之間的共 價鍵形成，并且在幾乎最苛刻的條件下是穩(wěn)定的。在下一層次的結(jié)構(gòu)中，初 級顆粒結(jié)合為二級顆粒，二級顆粒通常稱作聚集體。聚集體顆粒包含初級顆 粒并通過共價鍵和靜電相互作用結(jié)合在一起，且通常對例如由機械能量輸入 如高剪切混合引起的降解具有耐受性。在下一層次的結(jié)構(gòu)中，聚集體更松散 地結(jié)合為團聚體。通常，團聚體可以通過機械能量輸入分解為組分聚集體。
通過本發(fā)明的方法制造的熱解二氧化硅可以具有任何合適的平均初級 粒徑、聚集體粒徑、團聚體粒徑和表面積。粒徑是包裹或包含該顆粒的最小
5求的直徑。表面積通過/>知的BET方法測定。
熱解二氧化硅的平均初級粒徑可以為約2 nm或更大(例如，約3 nm或 更大、約5nm或更大、約10nm或更大、約15nm或更大、約20nm或更 大、約25 nm 或更大、約30nm或更大、或約35nm或更大)。熱解二氧化 ^圭的平均初級粒徑可以為約50 nm或更小(例如，約45 nm或更小、約40 nm 或更小、約35nm或更小、約30nm或更小、約30nm或更小、約25 nm或 更小、約20nm或更小、約15nm或更小、約10nm或更小、或約5nm或 更小)。例如，熱解二氧化硅的平均初級粒徑可以為約2 nm-約50 nm(例如， 約5腿-約40腿、約5應(yīng)-約30腿、約5 nm-約20 nm、約5 nm-約15 nm、 約10 nm-約40 nm、約10 nm-約30 nm、或約10 nm-約20 nm)。
熱解二氧化硅的平均聚集體粒徑可以為約50nm或更大(例如，約60 nm 或更大、約70 nm或更大、約80 nm或更大、約90 nm或更大、約100 nm 或更大、約150mn或更大、或約200 nm或更大)。熱解二氧化硅的平均聚集體粒徑可以為約400 nm或更小(例如，約350 nm或更小、約300 nm或更 小、約250 nm或更小、約200nm或更小、約150nm或更小、或約100nm 或更小)。例如，熱解二氧化硅的平均聚集體粒徑可為約50nm-約400nm(例
如，約100 nm-約300 nm、或約200 nm-約300 nm)。
熱解二氧化硅的BET表面積可以為約50 m2/g或更大(例如，約100 m2/g 或更大、約150 mVg或更大、約200 mVg或更大、約250 m"g或更大、或 約300 mVg或更大)。熱解二氧化硅的BET表面積可以為約600mVg或更小 (例如，約500 m2/g或更小、約400 m2/g或更小、約300 m2/g或更小、約250 m"g或更小、或約200mVg或更小)。例如，熱解二氧化硅的BET表面積可 以為約50 mVg-約400 mVg(例如，約90 m2/g^々380 m2/g、約100 m2/g^々350 m2/g、約150 mVg-約250 m2/g、或約200 m2/g-約300 m2/g)。
本文引用的所有參考文獻(包括出版物、專利申請和專利)特此引入作為
在此闡述其全部內(nèi)容。
在描述本發(fā)明的范圍中(特別是權(quán)利要求的范圍中)使用術(shù)語"一個(種)(a, an)"和"該(the)"以及類似的指示物應(yīng)理解為包含單數(shù)和復(fù)數(shù)兩者，除非本 文中另外指明或者與上下文明顯矛盾。術(shù)語"包含"、"具有"、"包括"和"含 有"應(yīng)解釋為開放式術(shù)語(即，意味著"包括，但不限于")，除非另外指明。 本文中數(shù)值的范圍的列舉僅僅意圖用作單獨提及落在該范圍內(nèi)的每個獨立 值的簡寫方法，除非本文中另有說明，且在說明書中引入每個獨立的值，就 如同其在本文中被單獨列舉一樣。本文描述的所有方法可以任何適合的順序 進行，除非本文中另外指明或相反與上下文明顯矛盾。本文中提供的任何和 所有實例、或示例性語言(如，"例如")的使用僅用來更好地說明本發(fā)明，而 不是對本發(fā)明的范圍加以限制，除非另有說明。說明書中沒有語言應(yīng)被解釋 為在指明本發(fā)明的實踐所必須的任何非要求保護的要素。
本文中描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，包括本發(fā)明人已知的實施本發(fā)明 的最佳模式。在閱讀上述說明后，那些優(yōu)選實施方式的變化對于本領(lǐng)域技術(shù) 人員來說將變得明晰。本發(fā)明人希望技術(shù)人員適當?shù)夭捎眠@樣的變化，且本 發(fā)明人意圖讓本發(fā)明用不同于本文具體描述的方式進行實踐。因此，本發(fā)明 包括由適用的法律所允許的所附權(quán)利要求書中所列舉的主題的所有修改和等同物。此外，在其所有可能變化中的上述要素的任何組合包括在本發(fā)明中， 除非本文中另有說明或相反與上下文明顯矛盾。
權(quán)利要求
1.一種制造熱解二氧化硅的方法，包括(a)提供包含約80％-100％的甲基三氯硅烷的鹵化硅原料，(b)將所述鹵化硅原料、氫氣和氧氣合并以形成反應(yīng)物混合物，其中H2摩爾分數(shù)為約0.11或更低，和(c)將所述反應(yīng)物混合物的氫氣和氧氣燃燒以便使所述鹵化硅原料水解以產(chǎn)生熱解二氧化硅。
2. 權(quán)利要求1的方法，其中所述鹵化硅原料包含約卯％-100%的曱基 三氯硅烷。
3. 權(quán)利要求1的方法，其中所述鹵化硅原料包含約100%的曱基三氯硅烷。
4. 權(quán)利要求1-3中任一項的方法，其中所述H2摩爾分數(shù)為約0.06-約0.11。
5. 權(quán)利要求1的方法，其中所述H2摩爾分數(shù)為約0.07-約0.10。
6. 權(quán)利要求l的方法，其中所述H2摩爾分數(shù)為約0.075-約0.095。
7. 權(quán)利要求1-6中任一項的方法，其中所述氧氣以空氣的形式提供。
8. 權(quán)利要求1-6中任一項的方法，其中所述氧氣以基本上純的氧氣的形 式提供。
9. 權(quán)利要求1-6中任一項的方法，其中將所述鹵化硅原料、氬氣和氧氣 在燃燒器中混合。
10. 權(quán)利要求9的方法，進一步包括將可燃氣體進料到環(huán)形室中，并在 所述燃燒器的排出端附近排出所述可燃氣體。
11. 權(quán)利要求10的方法，其中所述可燃氣體為氫氣。
12. 權(quán)利要求10的方法，其中所述可燃氣體為曱烷。
13. 權(quán)利要求1的方法，進一步包括通過將不燃氣體進料到反應(yīng)空間中 而將燃燒過程冷卻。
14. 權(quán)利要求13的方法，其中所述不燃氣體是空氣。
15. 權(quán)利要求13的方法，其中所述不燃氣體是氧氣。
16. 權(quán)利要求13的方法，其中所述不燃氣體是氮氣。
17. 權(quán)利要求13的方法，其中將所述不燃氣體進料到所述反應(yīng)空間中的反應(yīng)室中。
18. 權(quán)利要求13的方法，其中將所述不燃氣體進料到鄰近所述反應(yīng)空間 的環(huán)形空間中。
19. 一種制造熱解二氧化硅的方法，包括(a) 提供包含約80%-100%的曱基三氯硅烷的卣化硅原料，(b) 將所述卣化硅原料、氳氣和氧氣合并以形成反應(yīng)物混合物，(c) 將所述反應(yīng)物混合物從燃燒器排出，由此所述反應(yīng)物混合物離開所 述燃燒器時的速度為約25m/s或更高，(d) 將所述反應(yīng)物混合物的氳氣和氧氣燃燒以便使所述卣化硅原料水解以產(chǎn)生熱解二氧化硅。
20. 權(quán)利要求19的方法，其中所述卣化硅原料包含約90%-100%的曱基三氯硅烷。
21. 權(quán)利要求19的方法，其中所述卣化硅原料包含約1000/。的甲基三氯硅烷。
22. 權(quán)利要求19的方法，其中所述反應(yīng)物混合物離開所述燃燒器時的速 度為約25m/s-約100m/s。
23. 權(quán)利要求22的方法，其中所述反應(yīng)物混合物離開所述燃燒器時的速 度為約30m/s-約50m/s。
24. 權(quán)利要求22的方法，其中所述反應(yīng)物混合物離開所述燃燒器時的速 度為約35m/s-約45m/s。
25. 權(quán)利要求19-24中任一項的方法，其中所述氧氣以空氣的形式提供。
26. 權(quán)利要求19的方法，其中所述氧氣以基本上純的氧氣的形式提供。
27. 權(quán)利要求19的方法，其中將所述鹵化硅原料、氫氣和氧氣在所述燃 燒器中混合。
28. 權(quán)利要求19的方法，進一步包括將可燃氣體進料到環(huán)形室中，并在 所述燃燒器的排出端附近排出所述可燃氣體。
29. 權(quán)利要求28的方法，其中所述可燃氣體為氫氣。
30. 權(quán)利要求28的方法，其中所述可燃氣體為曱烷。
31. 權(quán)利要求19的方法，進一步包括通過將不燃氣體進料到反應(yīng)空間中 而將燃燒過程冷卻。
32. 權(quán)利要求31的方法，其中所述不燃氣體是空氣。
33. 權(quán)利要求31的方法，其中所述不燃氣體是氧氣。
34. 權(quán)利要求31的方法，其中所述不燃氣體是氮氣。
35. 權(quán)利要求31的方法，其中將所述不燃氣體進料到所述反應(yīng)空間中的 反應(yīng)室中。
36. 權(quán)利要求31的方法，其中將所述不燃氣體進料到鄰近所述反應(yīng)空間 的環(huán)形空間中。
37. 權(quán)利要求19-36中任一項的方法，其中H2摩爾分數(shù)為約0.11或更低。
38. 權(quán)利要求37的方法，其中所述H2摩爾分數(shù)為約0.06-約0.11。
39. 權(quán)利要求37的方法，其中所述H2摩爾分數(shù)為約0.07-約0.10。
40. 權(quán)利要求37的方法，其中所述H2摩爾分數(shù)為約0.075-約0.095。
全文摘要
本發(fā)明提供一種制造熱解二氧化硅的方法。所述方法包括提供包含約80％-100％的甲基三氯硅烷的鹵化硅原料；將鹵化硅原料與氫氣和氧氣合并以形成反應(yīng)物混合物；將反應(yīng)物混合物從燃燒器排出；和將反應(yīng)物混合物的氫氣和氧氣燃燒以便使鹵化硅原料水解以產(chǎn)生熱解二氧化硅。氫氣(H₂)以基于反應(yīng)物混合物的約0.11或更低的摩爾分數(shù)存在，和/或反應(yīng)物混合物離開燃燒器時的速度為約25m/s或更高。
文檔編號C01B33/00GK101679047SQ200780017975
公開日2010年3月24日 申請日期2007年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月28日
發(fā)明者喬安妮·劉, 喬治·P·福托, 亞科夫·E·庫特索夫斯基 申請人:卡伯特公司