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氘代甲烷

氘代甲烷

氘代甲烷为甲烷稳定同位素衍生物,属易燃惰性气体,分子式CD₄,分子量20.07,无色无味,质谱/红外光谱可识别;密度0.664kg/m³,熔点-183℃,沸点-161℃;爆炸极限5%-15%,闪点-188℃,自燃点600℃,极易燃;无放射性,化学性质类甲烷,不与强酸强碱反应,高温仅与卤素/强氧化剂反应。

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化学式

CD₄

cas号

558-20-3

丰度

99.8%、99.9%

规格

多种规格

外观

无色无味气体

沸点

– 183℃

核心应用领域

(一)分析测试领域(高纯级/超高纯级)

NMR校准与光谱分析:99.999%以上纯度用于NMR化学位移校准(精度ppm级)、红外光谱仪波长校准;

气体检测标准气:配混合标准气,校准甲烷泄漏探测器(精度10⁻⁹Pa・m³/s)。

(二)材料与半导体领域(高纯级)

超导体制备:参与氢化碳化硅超导体气相沉积,临界温度提至150K以上;

半导体掺杂与刻蚀:3nm制程中低浓度混合气用于晶圆掺杂,优化导电性能。

(三)科研领域(工业级/高纯级)

同位素示踪:10%-50%丰度用于大气环流追踪、生物碳代谢分析;

量子计算与低温物理:超高纯级作量子比特冷却介质,降低热噪声。

 

安全注意事项与操作规范

(一)储存要求

容器与环境:316L不锈钢高压钢瓶(耐压20MPa),标“氘代甲烷”“极易燃”“高压”“防低温”,3年一检;储存于≤30℃通风库(换气≥15次/小时),远离热源/明火/氧化剂(距≥15米),防静电支架固定,配可燃气体检测仪(1%LEL报警)、氧气检测仪(≤19.5%报警);

管理:分纯度存放,禁混助燃气体/强酸;余压≥0.5MPa;双人管控,建“纯度-领用”台账。

(二)运输规范

UN分类:2.1类极易燃气体(UN1971,包装I类),容器“内层密封+中层缓冲+外层防爆”,贴“极易燃”“高压”“小心轻放”;

要求:①公路用防静电防爆货车(接地),车速≤60km/h,避密集区/高温;②航空需审批,单批≤50kg,单独防爆舱,禁混氧化剂。

(三)操作与应急

操作禁忌:人员经培训,穿防静电服、护目镜、防静电手套,禁操作区吸烟;①用无火花工具/防爆设备,开阀≤0.5圈/秒(黄铜减压阀,耐压20MPa);②管道氦质谱检漏(漏率<1×10⁻⁹Pa・m³/s);③密闭空间2人监护,每5分钟测浓度;

应急处理:①泄漏:消点火源,上风向撤离,通风;小泄漏干粉覆盖,大泄漏雾状水稀释(禁盲目灭火);②火灾:CO₂/干粉灭火,远距钢瓶喷水降温;③急救:冻伤用40℃温水浸泡就医,缺氧移新鲜空气吸氧,灼伤脱离现场对症处理。

(四)废弃处置与法规遵从

余气催化燃烧(转化率>99.9%,生成CO₂+D₂O)排放;钢瓶氮气吹扫(残留<0.1%)专业回收。