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四氟化鈦呈白色粉末，其可與干燥的氣體如O2、N2、CO、CO2、HCl、SO3、CS2等都不反應(yīng)。在微電子工業(yè)中用作化學(xué)氣相沉積或離子注入形成硅化鈦或鈦膜，制作低電阻、高熔點(diǎn)的電路互聯(lián)線和柵極。其制備方法有兩種，一種是采用高純金屬鈦粉直接氟化，反應(yīng)產(chǎn)物在280～290℃下進(jìn)行升華純化，可獲得純度達(dá)99％ 的四氟化鈦產(chǎn)品，如研究公開(kāi)的一種制備四氟化鈦的方法即采用高純金屬鈦粉直接氟化的方法；另一種是將無(wú)水氟化氫和TiCl4反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物在無(wú)水情況下進(jìn)行蒸餾，TiF4在284℃時(shí)升華即生成白色固體TiF4。上述兩種方法，一種是采 用價(jià)格昂貴的氟氣和金屬鈦粉為原料，生產(chǎn)成本相對(duì)偏高，制約了其應(yīng)用范圍，生產(chǎn)過(guò)程中安全控制不易保障；另一種是將無(wú)水氟化氫和TiCl4反應(yīng)制備TiF4，副產(chǎn)大量含氟鹽酸，對(duì)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，環(huán)保處理成本較高，環(huán)保瓶頸制約其技術(shù)發(fā)展。
四氟化鈦在微電子工業(yè)中用作刻蝕劑、在石化行業(yè)中用作催化劑。有研究證實(shí)，TiF4 具有保護(hù)牙體硬組織的作用，與傳統(tǒng)的氟化物-氟化鈉 ( NaF) 相比，TiF4 含有四價(jià)金屬陽(yáng)離子 Ti4+，其作 用機(jī)制與 NaF 有所不同。TiF4 溶液處理釉質(zhì)后可在其表面形成一層沉淀層，而且隨著 TiF4 濃度的增加，所形成的沉淀層更厚、更致密。該沉淀層可作為抗酸的 屏障層而抑制釉質(zhì)脫礦，并進(jìn)而提高釉質(zhì)的抗酸能力。
此外，研究顯示四氟化鈦在抑制脫和促進(jìn)再礦化方面較氟化鈉更為有效，0.025％四氟化鈦即可抑制變鏈菌的生長(zhǎng)，0.05％時(shí)具有殺菌作用。其對(duì)變鏈菌產(chǎn)酸的抑制隨著濃度的升高而加強(qiáng)，明顯強(qiáng)于相同氟例子濃度的氟化鈉。提示在對(duì)變鏈菌的致齲性取得相同抑制效果時(shí)，四氟化鈦的所需劑量更小，這為臨床的藥物應(yīng)用提供了前期的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
方法1：常用的制備四氟化鈦的方法如下：四氯化鈦（TiCl4）與氟化氫（HF）反應(yīng)生成四氟化鈦（TiF4)。該方法的過(guò)程：以四氯化鈦和氟化氫為原料制備四氟化鈦，將50%的四氯化鈦按化學(xué)計(jì)量比的量裝入鉑制或銅制的反應(yīng)器中，滴加氟化氫使其反應(yīng)，將反應(yīng)物靜置數(shù)小時(shí)，再徐徐加熱，加熱至200℃時(shí)蒸餾出含氟化氫的氯化氫，再繼續(xù)升溫至284℃以上使四氟化鈦升華，經(jīng)冷卻即得到四氟化鈦粉末產(chǎn)品。
方法2：一種制備四氟化鈦的方法，包括以下步驟：
i）對(duì)反應(yīng)器預(yù)處理：反應(yīng)器內(nèi)加入金屬鈦后，密閉反應(yīng)器，抽空到表壓為?0.10MPa～?0.08MPa，對(duì)反應(yīng)器測(cè)漏合格后，將其預(yù)熱到100℃～200℃；
ⅱ）氟氣與金屬鈦合成反應(yīng)：反應(yīng)器內(nèi)通入氟氣，使氟氣與金屬鈦在反應(yīng)器內(nèi)接觸發(fā)生合成反應(yīng)，生成氣態(tài)四氟化鈦粗品，反應(yīng)過(guò)程中反應(yīng)器內(nèi)表壓為?0.05MPa～0.05MPa，溫度為200℃～500℃；
ⅲ）四氟化鈦的收集：從反應(yīng)器出來(lái)的氣態(tài)四氟化鈦進(jìn)入提純器，提純器內(nèi)保持溫度為150℃～280℃，提純器內(nèi)表壓為?0.10MPa～0MPa；
ⅳ）提純四氟化鈦：在提純器收集到一定量的四氟化鈦后，停止收集，進(jìn)行四氟化鈦的提純，將提純器內(nèi)的溫度冷卻至常溫，氣態(tài)四氟化鈦粗品冷凝成固態(tài)，將提純器中的不凝氣體雜質(zhì)通過(guò)尾氣處理器進(jìn)行抽空處理，當(dāng)提純器內(nèi)表壓小于?0.08MPa時(shí)，停止抽空處理，提純器升溫，溫度控制范圍為300℃～400℃，提純器內(nèi)的四氟化鈦進(jìn)入產(chǎn)品儲(chǔ)罐，產(chǎn)品儲(chǔ)罐冷卻至常溫，得四氟化鈦固態(tài)粉末產(chǎn)品。反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)最佳溫度為290℃～320℃。提純器收集四氟化鈦時(shí)最佳溫度為180℃～220℃，提純器內(nèi)表壓最好控制在?0.05MPa～0MPa范圍內(nèi)。
方法3：一種四氟化鈦的制備方法，包括以下操作：三氟化鐵與鈦鐵礦在1100～1500℃下反 應(yīng)后，冷卻，制得固體四氟化鈦。上述四氟化鈦的制備方法中涉及的反應(yīng)方程式為：
上述式(1)中四氟化鈦的制備方法以鈦鐵礦為原料，與三氟化鐵經(jīng)過(guò)一步反應(yīng)即制備得到四氟化鈦，原料成本低，且產(chǎn)物為氣固兩相產(chǎn)物，易于分離純化，副產(chǎn)的含氟水蒸氣和三氧化二鐵與氧化亞鐵的混合物可以作為產(chǎn)品直接出售。所述三氟化鐵與鈦鐵礦中鈦酸鐵的摩爾比為4.0～4.5：3.0。所述反應(yīng)時(shí)間為5～10h。
[1] 化合物詞典
[2] CN201510114062.X一種四氟化鈦的制備方法
[3] 四氟化鈦溶液對(duì)釉質(zhì)抗酸作用的實(shí)驗(yàn)研究
[4] 四氟化鈦對(duì)變形鏈球菌生長(zhǎng)及產(chǎn)酸作用的初步研究
[5] CN201210394465.0一種制備四氟化鈦的方法