四氟化碳是如何被发现的？

       四氟化碳，分子式为 CF4，亦称全氟化碳，在多个领域有着广泛的应用。那么四氟化碳是如何被发现的呢？

法国化学家于 1926 年首次从元素氟与木炭反应的生成物中分离出 CF4，这标志着四氟化碳正式被人类发现。此后，人们对四氟化碳的性质、制备方法、用途等方面展开了深入的研究。

       四氟化碳在常温常压下是一种无色、无味、不燃的可压缩性气体，挥发性较高，是最稳定的有机化合物之一。它的物理性质独特，液体密度（g/mL,-184℃）为 1.89，固体密度（g/mL, -130℃）为 1.98，熔点（oC）为 - 183.6，沸点（oC, 常压）为 - 128.06，临界温度（K）为 - 45.6，临界压力（MPa）为 3.738，临界密度（g・cm -3）为 0.626，临界体积（cm3・mol -1）为 141，临界压缩因子为 0.279，蒸气压（kPa,-50.7oC）为 13.33，饱和蒸气压（kPa,-150.7 oC）为 13.33。溶解性方面，不溶于水，只能溶于醚、酮、含氯烷烃和氟氯烷烃中。

       四氟化碳的制备方法有多种。由碳与氟反应，或一氧化碳与氟反应，或碳化硅与氟反应，或氟石与石油焦在电炉里反应，或二氟二氯甲烷与氟化氢反应，或四氯化碳与氟化银反应，或四氯化碳与氟化氢反应，都能生成四氟化碳。四氯化碳与氟化氢的反应在填有氢氧化铬的高温镍管中进行，反应后的产物经分离、提纯可得到四氟化碳。

       在实验室内，四氟化碳可由 SiC+ 2F2 → CF4 +Si 的反应获取，也可以由二氧化碳、一氧化碳或光气与四氟化硫的氟化作用来获取。商业上可由氟与二氯二氟甲烷或氯三氟甲烷的反应制备。另一个方法是用碳电极电解氟化物 MF、MF2。

       四氟化碳的用途十分广泛。它是目前微电子工业中用量最大的等离子蚀刻气体，可广泛应用于硅、二氧化硅、氮化硅，磷硅玻璃及钨等薄膜材料的蚀刻，在电子器件表面清洗，太阳能电池的生产，激光技术、气相绝缘、低温制冷、泄漏检验剂、控制宇宙火箭姿态，印刷电路生产中的去污剂等方面也大量使用。同时，由于四氟化碳的化学稳定性极强，还可用于金属冶炼，例如：铜、不锈钢，碳钢、铝、蒙乃尔等；还可用于塑料行业；如：合成橡胶、氯丁橡胶、聚氨基甲酸乙酯。

       总之，四氟化碳的发现是化学领域的一个重要里程碑。自 1926 年被发现以来，它在各个领域的应用不断拓展，为人类的科技进步和工业发展做出了重要贡献。

四氟化碳的发现者是谁

       四氟化碳的发现者是法国化学家，具体的人名目前暂未有详细记载。在 1926 年，这位法国化学家首次从元素氟与木炭反应的生成物中分离出了四氟化碳。这一发现为后来四氟化碳的深入研究和广泛应用奠定了基础。四氟化碳的发现并非偶然，当时的化学领域正处于快速发展阶段，科学家们对于各种元素的反应和化合物的探索充满热情。法国化学家的这一发现，无疑为化学研究开辟了新的领域。

四氟化碳发现的历史背景

       在 20 世纪初期，化学领域的研究蓬勃发展，科学家们不断探索新的元素和化合物。当时，对于氟元素的研究也在逐渐深入。氟元素具有很强的化学活性，与其他元素的反应往往能产生新的化合物。在这样的历史背景下，法国化学家开始研究元素氟与木炭的反应。这一时期，化学实验技术也在不断进步，为科学家们的研究提供了更好的条件。同时，工业的发展也对新的化学物质提出了需求，推动了化学研究的前进。

四氟化碳被发现后的研究历程

       四氟化碳被发现后，引起了科学界的广泛关注。科学家们开始对其性质进行深入研究。首先，他们对四氟化碳的物理性质进行了测定，发现它在常温常压下为无色无臭有轻微醚味的气体，空气中不燃烧，是比较稳定的无毒物质。接着，对其化学性质进行研究，发现它具有高度的化学稳定性和耐腐蚀性，不易与其他物质发生反应。在研究过程中，科学家们还发现了四氟化碳的一些特殊性质，如微溶于水，有轻微的水解作用。随着研究的深入，四氟化碳的用途也逐渐被发掘出来。它开始被应用于制冷、气体绝缘、干蚀刻气、氟化剂、表面处理剂、激光气体泄漏检验剂等领域。同时，在电子工业中，四氟化碳作为等离子体蚀刻气体，广泛用于硅、二氧化硅、氮化硅、磷硅玻璃及钨等薄膜材料的蚀刻。在医学领域，四氟化碳也有一定的应用，如作为呼吸液体，帮助患有严重呼吸窘迫症的早产儿。

四氟化碳的制备方法演变

       四氟化碳的制备方法经历了不断的演变。最初，烷烃直接氟化法是工业上最早采用的制备方法，但该方法存在反应剧烈放热、难以控制、成品收率低、副产物多等问题。随着技术的发展，氟碳直接合成法逐渐成为主流制备方法。氟碳直接合成法具有产物纯度高、原材料易得、生产成本低、反应可控等优势，适合进行规模化生产。此外，还有氟氯甲烷氟化法、氢氟甲烷氟化法等制备方法。这些方法在不同的时期和领域都发挥了重要作用。同时，随着技术的不断进步，对四氟化碳制备方法的研究也在不断深入，力求提高制备效率、降低成本、减少环境污染。

四氟化碳的用途拓展过程

       四氟化碳的用途从最初的被发现到现在，经历了不断的拓展。最初，它主要被用于一些基础的化学实验和研究中。随着对其性质的深入了解，它开始被应用于制冷领域。由于其具有低沸点和高蒸气压的特点，适合作为制冷剂。在气体绝缘方面，四氟化碳的高介电强度使其成为高压电气设备的理想绝缘材料。在电子工业中，随着集成电路、太阳能电池等产业的发展，四氟化碳作为等离子体蚀刻气体的需求不断增加。在医学领域，四氟化碳作为呼吸液体的应用也为一些特殊患者带来了希望。此外，在金属冶炼和塑料行业，四氟化碳也发挥了重要作用。它的化学稳定性极强，能够用于稳定铝冶炼槽中的碳阳极，延长阳极的使用寿命。在塑料行业，四氟化碳也可作为合成某些特殊塑料的原料或助剂。

四氟化碳的发现是化学领域的一个重要里程碑。从法国化学家的偶然发现，到如今在各个领域的广泛应用，四氟化碳经历了漫长的研究历程和用途拓展过程。随着科技的不断进步，相信四氟化碳在未来还将发挥更大的作用。