De geboorte vanrode fosforafkomstig van de verkenning van de mensheid van het element Phosphorus . 1669, geïsoleerde witte fosfor van het Duitse Alchemist -merk in een urine -destillatie -experiment eerst, en deze stof, die een etherisch licht in het donker heeft geactiveerd, heeft meer complexe voorwaarden geactiveerd, als een alledaagse fosfor, als een allerlei fosfor, als een alledaagse fosfor, als een alledaagse fosfor, als een alledaagse fosphorus, als een allerlei fosphorus, als een alledaagse fosphorus, als een alledaagse fosphorus. Witte fosfor kan worden verkregen door het te verwarmen tot 250 graden in isolatie van lucht en het gedurende meerdere dagen te onderhouden, of door hogedrukmeltconversie (590 graden, 4357 kpa) . Deze purplish-red amorf poeder exposities stabiliteit ver voorbij die van witte fosfor vanwege de sterkte van het witte fosfor vanwege de fosfor van de witte fosfor punt van 260 graden, verbrandt niet spontaan in lucht en is onoplosbaar in water, koolstofdisulfide en slechts enigszins oplosbaar in watervrij ethanol .
De fysieke eigenschappen van rode fosfor maken het een "veilige keuze" in het laboratorium . Bijvoorbeeld, in het klassieke experiment om het zuurstofgehalte van lucht te bepalen, produceert de verbranding van rode fosfor een vaste fosfor -pentoxide die geen vloeistofproduct produceert zoals een vloeistofproduct zoals blanke fosforus, dus het percentage van de volume van het laterie van het laterie van het laterie van het laterie van het laterie van het laterie van het laterie is dus een vloeistofproduct op een vloeistofproduct (over het lateren van het laterie. Gascilinder) . De verbrandingsreactieformule is:
4p + 5 o₂ → 2p₂o₅ (ontstekingsvoorwaarden)
Het experiment vereist aandacht voor de voldoende hoeveelheid rode fosfor, het apparaat luchtdichtheid en de koeling tot kamertemperatuur voordat u metingen neemt, en deze details weerspiegelen het streven naar precisie in chemie -experimenten .
Chemische eigenschappen en industriële bereiding van rode fosfor
Hoewel de chemische eigenschappen van rode fosfor niet zo actief zijn als witte fosfor, is het nog steeds gevaarlijk: het kan branden wanneer het open vuur, hoge hitte of wrijvingsimpact ontmoet, en het is gemakkelijk te exploderen wanneer gemengd met oxidatie -agenten, kalium permanganaat, enz. Door vacuümdrogen . zijn industriële voorbereiding vereist een strikte isolatie van lucht en vocht, bijvoorbeeld om resterende witte fosfor te verwijderen door vacuümdroogmethode: de getransformeerde rode fosfor wordt gekookt met verdunde Caustic Soda -oplossing, zodat het trace witfosfor wordt getransformeerd in fosfaat en opgelost en het pure product wordt verkregen en vacatures wordt verkregen, en het pure product wordt verkregen en vacatures wordt verkregen, en het pure product wordt verkregen en vacet Drogen . Dit proces moet worden voltooid in een roterend filter om ervoor te zorgen dat het fosforgehalte van het product voldoet aan de standaard .
De stabiliteit van rode fosfor is afkomstig van de unieke elektronische structuur . De buitenste vijf elektronen van fosforatomen vormen SP³ gehybridiseerde orbitalen, en de p₄ tetrahedra in de rode fosformolecule zijn verbonden om een ketting of ringstructuur te vormen met een paar bindingen, met hoge bindingen, met hoge bindingen, met een ketting met oxy. Bij kamertemperatuur, maar het kan PCL₃ of PCL₅ genereren met chloor bij hoge temperatuur, en fosforzuur genereren door interactie met salpeterzuur, die een bepaalde chemische activiteit vertoont .
Meerdere toepassingen van rode fosfor
► Het "hart" van veilige wedstrijden
De industriële waarde van rode fosfor is in de eerste plaats in de productie van wedstrijden . in het midden -19 De eeuw, Zweedse wetenschappers zetten rode fosfor aan de zijkant van matchboxen, en kalium chloraat op de matchheads, die een redox -reactie brachten door writing en volledig vervangen met blanke phosfor, die pronume waren, die pronum waren, pronume taken Verbranding . Dit ontwerp verhoogde de veiligheidsfactor van wedstrijden met 100 keer, en de jaarlijkse output van wedstrijden wereldwijd overschreed 500 miljard dozen, wat leidde tot een toename van de vraag naar rode fosfor .
► De "onzichtbare voogd" van vlamvertragende
Rode fosfor, als kerncomponent van fosforgebaseerde vlamvertragers, heeft uitstekende prestaties in polymeermaterialen . Het vlamvertragendmechanisme bestaat uit drie functies:
Gasfase vlamvertrager: genereert po-radicalen tijdens verbranding, het vastleggen van H- en OH- in de polymeerketen en het onderbreken van de kettingreactie;
Condenseerde fase vlamvertrager: oxideert fosforzuur en meta-fosforzuur bij hoge temperaturen om een glasachtige laag te vormen om de zuurstof te isoleren;
Gedehydrateerde koolstof: bevordert uitdroging en carbonisatie van het materiaal om de afgifte van brandbare gassen te verminderen .
Het toevoegen van 3% rode fosfor -vlamvertragend masterbatch aan polyethyleen terephthalaat (PET) kan de oxygenindex van het materiaal verhogen van 21% tot 35%, en UL94 V -0 vlamvertraging bereiken . Flame Retardant Marketgrootte van 1 . 2 miljard u . s. Dollars, een jaarlijks groeipercentage van meer dan 6%. 3.
► "Master Dopant" in de halfgeleiderindustrie
Red phosphorus plays a key role in the semiconductor field. As an n-type dopant, red phosphorus atoms can replace the phosphorus atoms in the silicon lattice, each red phosphorus atom provides a free electron, which significantly improves the conductivity of the material. In solar cell manufacturing, the photoelectric conversion efficiency of red Fosforus-gedoteerde siliciumwafels kunnen worden verhoogd tot meer dan 22%{. Bovendien is rode fosfor ook de grondstof voor de bereiding van indiumfosfide (INP), galliumarsenide (GaAs) en andere samengestelde halfgeleiders, gebruikt in 5G-communicatiechips en Infrared Detectors {7} {7 {7 {7} {7 {7 {7 {7 {7}
► Militaire en civiele "Special Effects Actor"
De rookgenererende eigenschappen van rode phosforus maken het een kerncomponent van rookbommen . fosforus pentoxide-deeltjes geproduceerd tijdens de verbranding hebben een diameter van alleen 0.1-1 μm, die effectief zichtbaar licht en infrared rays kan versterken in militair exercises, a single red phosphorus smoke grenade can cover an area of 200m², providing concealment protection for troops. In the civil field, it is used for stage special effects. By controlling the ratio of red phosphorus and potassium nitrate, different colors of smoke effects can be realized.
Milieu -uitdagingen en groene transformatie
Hoewelrode fosforwordt veel gebruikt, de omgevingsrisico's kunnen niet worden genegeerd . langdurige blootstelling aan niet-gecoate rode fosfor genereert fosforzuur, wat leidt tot eutrofiëring van waterlichamen; and dust in processing may cause respiratory damage to operators if the concentration exceeds 1mg/m³. The EU REACH regulation has included it in the list of substances of high concern, requiring red phosphorus residues in electrical and electronic products to be less than 1,000 ppm, and even limiting it to 100 ppm in some harsh scenarios.
De industrie reageert op de uitdaging door technologische innovatie . De door Tohoku University ontwikkelde oplosmiddel -extractiemethode in Japan kan rode fosfor herstellen van gebruikte elektronische producten met een zuiverheid van 99 . 5% en een herstelpercentage van meer dan 95% . microcposito's, gebruik fenole hulsin voor encaporus Microsferen met een diameter van 10 μm, die de afgifte van fosfine met 90% vermindert, terwijl de compatibiliteit met polymeren wordt verbeterd . doorbraken zijn ook gemaakt in het onderzoek van Bio-gebaseerde alternatieven . calcium magnesium phytaat, als een plantenfosfor, heeft een flame-revisie van Red. Fosfor, maar het is volledig biologisch afbreekbaar en toont potentieel op het gebied van verpakkingsmaterialen.