多晶硅的制备什么是物理法和化学法？常见的提纯方法有哪几种？

多晶硅的制备什么是物理法和化学法？常见的提纯方法有哪几种？

这里所说的物理法和化学法指的是提纯法，也就是物理提纯法和化学提纯法。物理提纯法除杂时，中间没有化学变化，而化学提纯法除杂时要发生化学变化。 

常见的筛分、沉淀、过滤、磁选、真空蒸发、区域精制、拉晶提纯和区熔提纯都属于物理提纯法，而生产多晶硅的改良西门子法、硅烷法、四氯化硅氢还原法都属于化学提纯法。 

传统的多晶硅生产法都是化学法。化学法工艺成熟，产品质量有保证，但由于它工序烦琐，工艺流程复杂，耗能高，污染严重，所以说，它也不是最佳的生产方法。 

近些年来，有人在研究用物理法生产多晶硅。开始时，困难较多，纯度提高不上去，只有99.9％左右。后经多年研究，已有突破，生产出了99.9999％以上纯度的太阳能电池硅产品，电耗和水耗分别只有“西门子化学法”的1/3和1/10。 

常见的提纯方法有以下几种。 

（1）筛分　筛分是最常见的提纯方法，它是使用筛子把大小不同的颗粒分开。如一种物质中含有杂质，该物质的颗粒小，杂质的颗粒大，那就选用比杂质粒径小，比该物质粒径大的网孔的筛子来筛分。筛分时，粒径小的杂质可以通过筛孔，而粒径大的杂质被筛孔挡住，从而该物质与杂质分离。杂质被分离，该物质自然也就得到提纯。 

（2）沉淀　沉淀也是一种最常见的提纯方法，它是靠物质的密度或浮力不同来实现物质与杂质分离的。如液体里有密度大的杂质要去除，就可用沉淀法。把液体装入一个器具里，然后静置，密度大的杂质就会自动地下沉，等杂质全部下沉到底部，再把器具里的液体抽出来或倒出来，或者把杂质从器具底部放掉，就可以得到被提纯的液体。 

（3）磁选　磁选是提纯磁性物质或有磁性杂质的。如一种物质里含有磁性杂质，提纯时，让该物质进入磁选机，磁性杂质受磁力影响，被留在或被排出磁选机，从而使该物质失去杂质，也就是得到提纯。 

（4）真空蒸发　真空蒸发是靠物质与杂质的沸点不同来分离杂质的。如一种物质的沸点比它所含的杂质沸点高，提纯时，把该物质放入蒸发器内，把温度控制在该物质与杂质的沸点之间。沸点低的杂质蒸发，变成气体跑掉了，该物质沸点高，还是液体留在蒸发器内。留在蒸发器里的物质已不含有杂质，所以它得到提纯。 

（5）蒸馏　蒸馏是利用液体混合物中各组分挥发性的不同，将它们分离的方法，它可以将液体混合物中各组分部分或全部分离。除了简单的蒸馏技术外，还有分馏、减压蒸馏、共沸蒸馏、水汽蒸馏、萃取蒸馏、等温蒸馏和亚沸点蒸馏等。 

（6）升华　固态物质不经液态直接转变成气态的现象称为升华，可作为一种应用固-气平衡进行分离的方法。可分为常压升华、真空升华和低温升华。 

（7）结晶和沉淀　结晶和沉淀都是从液相中产生一个可分离的固相过程。固体在溶剂中的溶解度一般随温度增高而增大，若把固体溶在较高温的溶剂中达到饱和，冷却后因溶解度降低使溶液达到过饱和而析出结晶，这种结晶技术是提纯物质的常用方法。沉淀作用是表示一个新的难溶固相的形成过程，或由于加入沉淀剂使某些离子成为难溶化合物而沉积的过程。在一定温度下，在难溶化合物的饱和溶液中组成沉淀的各离子浓度的乘积是一常数，称为溶度积常数。溶度积常数决定了从溶液中可分离出组分的限度。 

（8）溶剂萃取　又称为液-液萃取。是指溶于水相的溶质与有机溶剂接触后经过物理或化学作用，部分或几乎全部转移到有机相的过程。常用分配比（D）和萃取率（E）表示萃取的情况。分配比定义为有机相中被萃取物的总浓度与水相中被萃取物的总浓度之比，它随试验条件（如被萃取物浓度、溶液的酸度、萃取剂的浓度、稀释剂的性质等）的变化而异。分配比大的物质，易从水相中转移到有机相；分配比小的物质，易留在水相，借此将它们分离。萃取率则是指萃入有机相的物质总量占两相中物质总量的百分比，是表示萃取的完全程度。分配比越大，萃取率越高。 

（9）离子交换　这是以离子交换树脂上的可交换离子与液相中离子间发生交换为基础的分离方法。离子交换树脂是一种具有网状结构和可电离的活性基团的难溶性高分子电解质，可分为阳离子交换树脂、阴离子交换树脂、两性离子交换树脂、螯合树脂和氧化还原树脂等。 

（10）色谱分离　利用欲分离的诸组分在体系中两相的分配有差异，即分配系数或吸附等温线不同，当两相作相对运动时，这些组分随着移动，可反复进行多次的分配，组分的分配系数虽然只有微小差异，在移动速度上却有颇大的差别，于是这些组分得到分离。色谱法两相中：一个相是固定不动的，称为固定相；另一相是移动着的，称为流动相。根据流动相和固定相的不同分为：①气相色谱法。其流动相是气体，固定相是固体的称为气固色谱，固定相是惰性固体上涂着液体的称为气液色谱。②液相色谱法。其流动相是液体，又分为液固色谱和液液色谱。有时为了强调某一特点，就以其特点命名、分类，如薄层色谱法、凝胶色谱法、离子色谱法和电泳法等。色谱法特点是分离效能很高，但通常处理量较少，故很适合于作微量组分的分析分离。

（11）离心分离　借助于离心力，使密度不同的物质进行分离的方法。除常见的固-液、液-液、气-气（如235U的浓缩）、固-气离心分离等以外，由于超速离心机的发明，不仅能分离胶体溶液中的胶粒，更重要的是它能测定胶粒的沉降速率、平均分子量及混合体系的质量分布，因而在胶体化学研究、测定高分子化合物（尤其是天然高分子）的分子量及其分布，以及生物化学研究和细胞分离等中都起了重大作用。离心分离法与色谱法结合而产生的场流分级法（或称外力场流动分馏法），则是新的更有效的分离方法，不但对大分子和胶体有很强的分离能力，而且其可分离的分子量有效范围为103～1017。 

（12）电渗析　利用半透膜的选择透过性来分离不同的溶质粒子的方法称为渗析。在电场作用下进行渗析时，溶液中的带电的溶质粒子（如离子）通过膜而迁移的现象称为电渗析。电渗析法就是利用电渗析进行提纯和分离物质的技术，也可以说是一种除盐技术，最初用于海水淡化，现在广泛用于制备纯水和在环境保护中处理三废等。 

（13）电化学分离方法　除上述电泳、电渗析以外，还有以下方法。①控制电位的电解分离法。采用饱和甘汞电极作为参比电极，在电解过程中不断调整电阻R以控制并保持阴极电位不变，可以将溶液中氧化还原电位相近的一些金属离子进行电解分离。②汞阴极电解分离法。利用H+在汞阴极上被还原时有很大的超电压，可以在酸性溶液中电解分离掉一些易被还原的金属离子，使一些重金属（如铜、铅、锌、镉）沉积在汞阴极上，形成汞齐，而和那些不容易被还原的离子分离。③内电解分离法。在酸性溶液中，利用金属氧化还原电位的不同，可以组成一个内电解池，即不需要外加电压就可以进行电解，分离出微量的易还原的金属离子。 

（14）其他方法　除以上常用方法外，还有吸附、选择溶解、浮选、毛细管电泳、分子筛分离、富集技术和区域熔融等提纯手段。