Реакция взаимодействия красного фосфора и азотной кислоты.
Фото: Лина Нефедова / НИИ НПО «ЛУЧ» (Росатом)
В Росатоме разработали полностью отечественную технологию получения фосфора ― химического элемента, который широко используется в быту и в промышленности, в сельском хозяйстве, в области медицинской диагностики и не только.
Специалисты представили уникальную технологическую цепочку очистки фосфора и синтеза его соединений. Главное предназначение ноу-хау ― восполнить существующий дефицит высокочистых элементов, используемых в процессах производства специальных материалов для нужд аэрокосмической и компьютерной промышленности. Авторы исследования ― коллектив ученых из подольского Научно-исследовательского института НПО «ЛУЧ» (АО «НИИ НПО «ЛУЧ», входящего в научный дивизион Госкорпорации «Росатом») совместно с профильным предприятием атомной отрасли АО «Гиредмет» (входит также в научный дивизион) и академическими научными университетами — РХТУ им. Д.И. Менделеева и ННГУ им. Н.И. Лобачевского. Исследование проводилось в рамках программы Министерства промышленности и торговли России «Развитие электронного машиностроения на период до 2030 года».
Фосфор ― один из основных химических элементов, необходимых нам для жизни, и один из самых распространенных химических элементов на Земле. Различают три основные модификации фосфора: красный, белый и черный. Самым химически активным из них является белый фосфор, способный проявлять окислительные и восстановительные свойства. Ученые Росатома представили способ получения высокочистого фосфора, который необходим для изменения свойств полупроводникового материала (как правило, кремния или германия), чтобы улучшить его электрические характеристики (так называемое допирование). Ранее высокочистый фосфор в Россию в основном поставлялся из-за рубежа, но сейчас его поставки прекратились, а отечественных аналогов до недавнего момента на рынке просто не было. Разработка НИИ НПО «ЛУЧ» поможет решить эту проблему. По словам ученых, новая технология позволит получать широкую номенклатуру неорганических и органических соединений, которые найдут применение во многих отраслях нашей промышленности.
Подробнее о технологии корреспонденту «Научной России» рассказал начальник лаборатории отделения «Техно-Луч» АО «НИИ НПО «ЛУЧ» Владислав Туманов:
«Исходным продуктом является красный фосфор, поскольку обращение с исходным белым крайне опасно. Наша технология направлена в первую очередь на то, чтобы минимизировать риски, связанные с возможной пожаровзрывоопасностью, токсичностью и контактами сотрудников с ним. Есть несколько основных технологий получения высокочистого фосфора. Первая — это дистилляционная очистка белого фосфора, который получается нагревом красного в инертной атмосфере, соответственно, переходит из одной аллотропной модификации в другую. Вторая — ректификационная очистка с получением определенной степени чистоты. Мы работаем с двумя марками высокочистого фосфора, поэтому получаем их комбинированием или использованием одного из этих методов очистки. Затем белый фосфор высокой чистоты мы либо сублимируем и кристаллизуем с получением высокочистого красного фосфора требуемой марки (при необходимости возможна дополнительная доочистка), либо же направляем этот фосфор на получение побочных продуктов: хлорида фосфора, оксихлорида фосфора и его органических производных, которые также используются в различных отраслях промышленности».
В ближайших планах специалистов, после завершения научно-исследовательских работ, ― подготовка исходных данных для проектирования опытно-промышленной линии, на которой можно будет отработать внедрение технологии в производственный процесс. К концу 2025 г. предприятие завершит освоение производства материалов и передаст первые партии продукции потенциальным потребителям.
Новость подготовлена при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ
