几个世纪以来，通过使用简单的电池结构在室温下安全地产生F2气体一直是氟研究的“圣杯”。

近日，日本京都大学Kazuhiko Matsumoto报道了通过在CsF-2.45HF熔盐中电解CuF₂，成功获得了F₂气体，而没有产生H₂气体，实现了用于小规模实验室和工业应用的室温下F₂气体的制取。

文章要点

1）对潜在可能的金属氟化物的初步筛选结果表明，当使用CuF₂时，安全性得到了提高，即防止了H₂气体的产生。此外，虽然石墨和类玻璃碳电极在电解过程中即使在高电流密度下也不会发生阳极效应，但石墨的阳极电位略有升高，这表明电极上发生了表面氟化。

2）研究发现，与中温KF-2HF熔盐池不同，由于Ni电极在室温下的溶解度很低，因此Ni电极在Cs[(FH)_2.45F]中表现出稳定的电解行为。此外，更高的耐用性和更低的成本使其成为首选的电极。

3）实验结果显示，该电解槽不仅可以稳定地间歇电解CuF₂超过100 h，而且还能产生纯度高达99%的F₂气体（含有微量的F₂杂质）。同时，可以采取诸如在耗尽时补充CuF₂（干燥条件下处理)或更换整个电解槽（机械交换）的策略，用于长时间的获得F₂气体。

这种简便的电解工艺是小规模按需生产F₂气体的开创性策略，有望为广泛领域中的F₂气体研究和利用开辟新领域，例如氟化学的基础研究，有机化合物的直接氟化，以及功能材料（包括半导体）的表面处理。

参考文献

Kazuhiko Matsumoto, et al, Generation of elemental fluorine through the electrolysis of copper difluoride at room temperature, Angew. Chem. Int. Ed., 2021

DOI: 10.1002/anie.202016463

https://doi.org/10.1002/anie.202016463