合成制备方法
五氟化铀早期是通过HF和UCl5或UCl6之间的卤原子交换反应制得,或者按化学计量使UF6和UF4在升高温度下反应制得。在无水氟化氢(AHF)介质中用F2控制氧化具有较大表面积的UF4也可制得。后来又有用H2、HBr、Si和CO还原溶解在AHF中的UF6来制备UF5等方法,这些方法中都使用到了高腐蚀性物质如F2、HF等,所以对设备要求比较严格且较复杂。除此之外,还有一种相对简单的可得到高纯UF5的方法,即在低温下(-78℃)用PF3还原UF6得到UF5,可用于制备20g量以上的产品。
制法 使挥发性反应剂在一个Monel真空系统 (基于Argonne National Laboratory的设计)中操作,用一简单且便宜的由Whitey阀和Swagelok连接件组装起来的不锈钢管线作为反应装置。取445gUF6(126mmol)和107mmol的PF3使其在-196℃冷凝到一厚壁不锈钢反应容器中,并在-78℃下放置两天,然后慢慢的升温至室温。在这些条件下,反应是不够完全的,蒸馏出未反应的PF3和UF6以及反应产物UF5,使其分别冷凝到-78℃和-196℃的阱中,接着将系统抽真空两小时。有17.5g(49.7mmol)未反应的UF6在-78℃冷凝下来,从高效套箱中的反应容器中回收得到24.8g的非挥发性产品,X射线衍射确定此产品是β-UF5。颜色呈浅黄绿或蓝绿色。
制备少量的UF5时,则可取0.22g(0.62mmol)UF6室温下溶解在带有聚四氟乙烯磁搅拌棒的Kel-F管中的大约3mL的AHF中,将管子冷却到-196℃,再将过量的PF3(5.7mmol)冷凝到固体AHF上,然后,将混合物慢慢升温至室温,搅拌并维持约2h。最后除去所有挥发性物质就得到亮蓝绿色的固体沉淀β-UF5产品。