氫氟酸過濾是許多實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)流程中重要一環(huán)，可以保證產(chǎn)品純度、確保工藝順利進(jìn)行、以及保障安全與分析準(zhǔn)確性，其主要的作用包括以下三個(gè)方面：

1. 去除顆粒污染物，保證產(chǎn)品純度

無論是酸本身在生產(chǎn)、儲(chǔ)存和運(yùn)輸過程中引入的雜質(zhì)，還是在工藝過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物，都需要被去除。在半導(dǎo)體、光伏、液晶顯示器等電子行業(yè)，需要使用超高純度的電子級(jí)氫氟酸，即使含有微米或亞微米級(jí)別的顆粒，也可能導(dǎo)致集成電路的短路、線路缺陷或良率下降。因此需要通過精密過濾來去除。

2. 分離反應(yīng)產(chǎn)物，實(shí)現(xiàn)工藝目標(biāo)

在許多工藝中，過濾是一個(gè)關(guān)鍵的分離單元操作，目的是有選擇性地分離出所需的產(chǎn)物或移除有害的副產(chǎn)物。

3.保護(hù)設(shè)備和確保分析準(zhǔn)確性

在實(shí)驗(yàn)室分析時(shí)，精密儀器的管路和噴嘴非常細(xì)小。如果樣品溶液中含有顆粒，極易造成堵塞和磨損，導(dǎo)致設(shè)備停機(jī)并產(chǎn)生昂貴的維修費(fèi)用。因此，在將任何樣品注入儀器前，過濾是標(biāo)準(zhǔn)的樣品前處理步驟。

但是在過濾氫氟酸時(shí)，選擇合適材質(zhì)的過濾瓶成為一大難點(diǎn)。最常見的過濾瓶，如砂芯溶劑過濾器、布氏漏斗等，材質(zhì)為玻璃和陶瓷，但氫氟酸時(shí)玻璃和陶瓷材質(zhì)的天敵。

普通強(qiáng)酸，如鹽酸、硫酸、硝酸會(huì)腐蝕金屬，但它們對(duì)玻璃和陶瓷幾乎無可奈何。而氫氟酸則不同，因?yàn)樗苤苯庸魳?gòu)成玻璃和陶瓷的主要成分——二氧化硅（SiO?）和硅酸鹽。氫氟酸會(huì)與與二氧化硅（SiO?）反應(yīng)，這個(gè)反應(yīng)將固態(tài)的、結(jié)構(gòu)堅(jiān)固的二氧化硅，轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的四氟化硅（SiF?），從而摧毀了材料的骨架；此外也會(huì)與硅酸鈣反應(yīng)，同樣生成了氣態(tài)的SiF?，同時(shí)還生成了不溶性的氟化鈣（CaF?） 白色沉淀。這些反應(yīng)會(huì)讓過濾瓶在很短的時(shí)間內(nèi)被腐蝕出孔洞或裂紋，作為危險(xiǎn)的化學(xué)品，一旦泄漏，會(huì)造成安全事故。一個(gè)被HF腐蝕的玻璃過濾瓶，其結(jié)構(gòu)已經(jīng)變得脆弱，在真空負(fù)壓的作用下，隨時(shí)可能破裂，導(dǎo)致危險(xiǎn)化學(xué)品噴灑出來。此外反應(yīng)還會(huì)生成的氟化硅（SiF?）氣體會(huì)逸出，而氟化鈣（CaF?）等白色沉淀物會(huì)混入你的濾液或留在濾膜上，嚴(yán)重污染樣品，使整個(gè)過濾操作失去意義，甚至導(dǎo)致錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。玻璃和陶瓷中含有的其他金屬離子（如鈉、鈣、鋁、硼等）也會(huì)與HF反應(yīng)，溶解到酸液中，引入不需要的雜質(zhì)。

所以能夠被用于氫氟酸過濾的材質(zhì)有某些特殊合金和塑料，但考慮到制造成本、透明度（需要觀察濾液位置），塑料材質(zhì)更常被使用，主要包括三種塑料：

● 聚四氟乙烯PTFE——PTFE的主鏈?zhǔn)怯蛇B續(xù)的碳-碳（C-C）鍵構(gòu)成，這本就非常穩(wěn)定。但其耐腐蝕性的關(guān)鍵在于，主鏈上的每個(gè)碳原子都連接著兩個(gè)氟原子（F），形成了堅(jiān)固的碳-氟（C-F）鍵。C-F鍵是是有機(jī)化學(xué)中強(qiáng)而穩(wěn)定的共價(jià)鍵之一，鍵能高。氫氟酸的腐蝕性來自于氟離子（F?）及其與某些元素（如硅）的強(qiáng)大反應(yīng)能力。但PTFE本身已經(jīng)氟化，其結(jié)構(gòu)中的氟原子處于穩(wěn)定狀態(tài)，沒有空位或活性點(diǎn)供HF中的F?進(jìn)行攻擊?？梢哉f，PTFE在分子層面上已經(jīng)“飽和"了氟，HF對(duì)它無可奈何。但聚四氟乙烯材質(zhì)有個(gè)顯著的不足，透明度差，操作人員無法觀察集液瓶?jī)?nèi)的液位高度，容易出現(xiàn)液滿溢出，吸入抽濾泵內(nèi)造成真空泵進(jìn)液損壞，所以雖然耐腐蝕性強(qiáng)，但也不常用于過濾瓶的制造。

● 聚砜PSU——聚砜類塑料的分子結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，但都包含一個(gè)關(guān)鍵特征——砜基（-SO?-）?；鶊F(tuán)中的硫原子處于最高氧化態(tài)（+6），非常穩(wěn)定，不易被進(jìn)一步氧化。S=O雙鍵鍵能很高。整個(gè)砜基是一個(gè)強(qiáng)大的吸電子基團(tuán)，使得其相鄰的苯環(huán)電子云密度降低，從而更難被親電試劑（如H?）攻擊。氫氟酸的酸性，不足以質(zhì)子化或斷裂聚砜分子中砜基構(gòu)成的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，整個(gè)分子骨架缺乏有效的攻擊點(diǎn)。聚砜的高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）也間接說明了其分子鏈剛性大，運(yùn)動(dòng)困難，這種致密的結(jié)構(gòu)也阻礙了化學(xué)介質(zhì)的滲透。但聚砜材質(zhì)由于工藝和材質(zhì)本身的原因，生產(chǎn)制造成本較高。

● 聚丙烯 (PP) ——PP的主鏈也是由C-C鍵和C-H鍵構(gòu)成的飽和烴類結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)本身對(duì)稀酸和濃酸就有很好的抵抗性。PP分子中不含容易被酸質(zhì)子化或發(fā)生水解的極性基團(tuán)（如酯基 -COO-、酰胺基 -CONH-、羥基 -OH 等）。氫氟酸的腐蝕主要依賴于H?（質(zhì)子）的進(jìn)攻和陰離子的參與，而PP的分子鏈?zhǔn)羌兇獾姆菢O性烷烴，對(duì)質(zhì)子攻擊不敏感。但PP材質(zhì)也存在溶脹，以及機(jī)械強(qiáng)度與耐磨性一般的缺點(diǎn)。

所以在過濾氫氟酸時(shí)，可以優(yōu)先選擇聚砜或聚丙烯材質(zhì)的真空過濾瓶。例如圣斯特的CH300PA氫氟酸/磷酸真空過濾裝置，使用了聚苯砜PPSU材質(zhì)制作過濾漏斗，用于盛裝待過濾的液體；PP聚丙烯材質(zhì)制作集液瓶，用于收集通過濾膜后的濾液。這種配置綜合了聚苯砜材質(zhì)耐腐蝕性好、強(qiáng)度高，以及聚丙烯材質(zhì)能耐受氫氟酸或磷酸，同時(shí)成本較低的優(yōu)點(diǎn)，各自發(fā)揮兩種材質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)。此外的抽濾泵配置上，使用了從進(jìn)氣接口，到泵頭、內(nèi)部管路、氣片、出氣口均為PTFE聚四氟乙烯材質(zhì)的耐化學(xué)腐蝕性隔膜真空泵，過濾時(shí)揮發(fā)性的氣體抽入泵內(nèi)也不會(huì)損壞內(nèi)部零部件。