2024年4月28日发(作者：赖晨钰)
全氟己酮灭火剂高温热裂解性能研究
崔凤霞;覃况;石磊;张品;潘仁明
【摘 要】基于GC、GC-MS和KM900手持式烟气分析仪测试手段，研究了全氟
己酮在管式反应器中滞留时间为2 s和5 s、裂解温度为500~750℃时的热裂解规
律。结果表明：全氟己酮在550℃时开始分解，超过650℃裂解剧烈；主要裂解
气体产物为十氟丁烷、六氟丙烯和全氟异戊烷；随着裂解温度和滞留时间的增加，
全氟己酮裂解程度加剧，十氟丁烷和六氟丙烯生成量增加，全氟异戊烷的生成量先
增加后减少；值得重视的是全氟己酮高温热裂解时有剧毒气体全氟异丁烯和毒性气
体一氧化碳产生。%The thermal pyrolysis of C6 F-ketone was studied in a
stainless tubular reactor under atmospheric pressure and attemperatures
between 500 ℃ and 750 ℃ with residence times of 2 s and 5 s. The
pyrolysis gaseous products were analyzed by on-line gas chromatography
( GC ) , gas chromatography-mass spectrometry ( GC-MS ) and KM900
hand-held combustion analyzer. The results indicate that the thermal
pyrolysis of C6 F-ketone initiates at about 550 ℃ and becomes intense at
650 ℃. As both pyrolysis temperature and residence time increase, the
thermal pyrolysis of C6 F-ketone is trig-gered, which makes the
concentration of C6 F-ketone plummet, the yields of main gaseous
products perflubutane, hexaflu-oropropylene increase and 1,1,1,2,2,3,4,4,4-
nonafluoro-3-( trifluoromethyl) butane decrease after its peak. Besides,
highly toxic gaseous products,perfluoroisobutene and carbon monoxide,
were detected in the thermal pyrolysis process.
【期刊名称】《爆破器材》
【年(卷),期】2015(000)006
【总页数】5页(P5-8,14)
【关键词】灭火剂;全氟己酮;裂解;裂解温度;滞留时间;气体产物
【作 者】崔凤霞;覃况;石磊;张品;潘仁明
【作者单位】南京消防支队 江苏南京，210008;南京理工大学化工学院 江苏南京，
210094;南京理工大学化工学院 江苏南京，210094;南京理工大学化工学院 江苏
南京，210094;南京理工大学化工学院 江苏南京，210094
【正文语种】中 文
【中图分类】TJ53+3;O621.2
全氟己酮，化学名称为全氟乙基异丙基酮（perfluoro-2-methyl-3-pentanone）。
全氟己酮灭火剂（商品名为Novec1230防火液体）常温下为无色透明液体，沸点
约为49℃，蒸发潜热为水的1/25，极易汽化。它具有灭火效率高（与Halon-
1301相当），对臭氧无活性（消耗臭氧潜能值ODP=0），温室效应指数（GWP）
仅为1，自身毒性余量≥66%，不导电等特点。该灭火剂在2001年5月经美国
3M公司推出后，迅速得到美国消防行业和环保部门认可，并于2001年9月在美
国首先进入商业推广，随后在北美、欧洲、澳大利亚、日本、韩国等发达地区注册
使用。2010年，它被选定为温哥华冬奥会唯一可使用的气体灭火剂［1］。同时，
美国环保局哈龙替代物部门已批准该灭火剂可用于有人场所的火灾防护。
尽管全氟己酮灭火剂在行业内得到了高度认可，但认可的依据是建立在灭火剂本身
的性能特点和灭火效率基础上，而它在熄灭火灾燃烧时的尾气效应却没有得到足够
重视，如烟气浓度、毒性、导电性、与保护对象相容性等，这些因素与火灾现场的
人员安全、物品保护效果密切相关。尾气效应是评价灭火剂火灾保护质量的重要因
素，而试图掌握灭火剂的尾气效应应从灭火剂自身热解性能入手。
有关全氟己酮灭火剂的热解性能，至今公开的研究报道寥寥无几。Pagliaro等［2］
研究了全氟己酮注入甲烷-空气火焰时出现的压力和燃烧速度增加现象，但没有涉
及全氟己酮的热解。Babushok和Linteris等［3-4］的工作侧重于全氟己酮在碳
氢化合物-空气火焰中的 PSR反应动力学模型构建。Andersson等［5］采用传统
的红外光谱方法和傅里叶变换红外光谱方法分析了全氟己酮熄灭丙烷扩散火焰时的
热裂解产物，发现灭火过程中有氟化氢和氟光气生成，当全氟己酮供应速率较低时，
氟元素几乎都生成了氟化氢，而随着供应速率的提高，氟光气的生成量增加，氟化
氢的生成量减少，当灭火剂含量接近灭火浓度时，氟元素大部分都生成了氟光气。
Kim等［6］利用傅里叶变换红外光谱对全氟己酮熄灭木垛火、正庚烷火、电缆火
时的灭火性能及灭火过程中的热裂解产物进行了研究，发现电子储物柜的通风条件
影响灭火时间和氟化氢生成量。Ditch［7-8］利用离子选择性色谱和傅里叶变换
红外光谱，对全氟己酮灭火过程中的热裂解产物氟化氢和氟光气进行了分析，发现
影响热裂解产物的3个关键因素分别是火源功率、灭火剂释放时间及灭火剂浓度，
其中随着火源功率增强、灭火剂释放时间增加和灭火剂浓度降低，氟化氢含量均增
加。另外一些学者［9-12］研究了其他含氟类哈龙替代型气体灭火剂的高温裂解
或过火热裂解规律。可见，至今围绕全氟己酮灭火剂热性能研究集中在它与火焰作
用的一些规律，而有关全氟己酮自身热解规律的研究尚无相关报道。
本文将全氟己酮灭火剂通入高温管式反应器进行高温裂解，通过有规律变化反应器
温度和控制灭火剂在反应器中的滞留时间，测试不同工况下全氟己酮高温热裂解气
体产物组分，建立温度、滞留时间与热解产物组成之间的定性、定量关系。
1.1 试验装置与步骤
全氟己酮热裂解试验装置如图1。全氟己酮由蠕动泵挤压进入缠有加热带的管路里，
加热带温度控制在60℃，在此温度下全氟己酮能以气态进入哈呋加热炉内的反应
器中。反应器为哈斯特镍合金反应管，长300 mm，直径4 mm，其中心区域能
够提供约140 mm长的恒温区。连接反应器出口的管路埋在60℃恒温水槽中，在
此温度下既冷却了流出反应器的尾气，同时保证未裂解的全氟己酮为气态。
试验时，裂解温度分别选择了500、550、600、650、700℃和750℃，通过温
度控制器来设定和控制。升温阶段，保持氮气流入反应器以保护反应器，同时扫除
管路中残留的杂质气体。达到设定温度值后，恒温1 h以平衡哈呋加热炉内加热块
的内外温差，然后关闭氮气，设定蠕动泵流量，启动蠕动泵输入全氟己酮，使全氟
己酮气体分别以52.78、20.28 mL/min的流量通过管式反应器，对应全氟己酮气
体在反应器恒温区的滞留时间分别为2 s和5 s。约3 ～4 h后，反应趋于稳定，
开始使用在线GC分析气体产物含量。当组成稳定后，采集热解气体于集气袋，以
用于后续GC-MS定性分析。一氧化碳浓度用KM900手持式烟气分析仪直接测量。
1.2 GC分析
采用北京北分瑞利分析仪器有限公司的SP-1000气相色谱仪对热裂解气体进行在
线定量分析，含量均按相应峰面积百分比计算。气相色谱仪的检测器为离子化检测
器FID，测试柱为Varian Plot Q，长30 m，载气为氮气，空气压力0.4 MPa，
氢气压力0.3 MPa，柱温为50℃，保持30 min，再以10℃/min的速率上升至
200℃，保持35 min，注样器温度200℃，检测器温度为220℃，分流比为10︰
1。
1.3 GC-MS分析
采用美国Angilent 5975气相色谱-质谱联用仪热裂解气体进行定性分析。色谱条
件：色谱柱为Gas Plot毛细管色谱柱，长30 m，柱箱温度为初始温度60℃，以
10℃/min上升至220℃，载气为氦气，MSD传输线温度为280℃；质谱条件：
离子源温度250℃，四级杆温度150℃，电子倍增器电压70 eV，扫描范围
（m/z）：15～300。
1.4 KM900手持式烟气分析仪分析
KM900手持式烟气分析仪（英国KANE公司），主机尺寸为220 mm×120
mm×55 mm，可测量氧气、二氧化硫、一氧化氮、一氧化碳及烟气温度、环境温
度和烟道动/静压力，它可以储存多达150组测试结果。该仪器测量一氧化碳质量
体积浓度时分辨率是1×10-6，精度±5%，测量范围0～12.5 g/m3。
2.1 热裂解有机气体产物的GC-MS分析
表1列出了滞留时间5 s、裂解温度分别为650℃和750℃时全氟己酮热裂解气体
产物的GC-MS分析结果。由表1可以看到，除原料气外，气体产物还有四氟乙烯、
八氟丙烷、六氟丙烯、十氟丁烷、八氟-1-丁烯、八氟-2-丁烯、全氟异丁烯和全氟
异戊烷等物质。其中全氟异丁烯为剧毒气体，其半致死浓度LC 50为0.5 mg/L
（小鼠暴露6 h）。
2.2 热裂解有机气体产物的GC分析
2.2.1 裂解温度和滞留时间对全氟己酮热裂解程度的影响
由GC在线分析结果可知，在不同裂解温度和滞留时间条件下，全氟己酮的热裂解
程度不同。图2为全氟己酮体积分数与裂解温度之间的关系曲线。由图2可知，
全氟己酮热裂解程度随着裂解温度的升高和滞留时间的增长而逐渐加剧。裂解温度
500℃时，全氟己酮基本没有分解。550℃时，全氟己酮出现裂解。650℃时，全
氟己酮热裂解变得较为剧烈，其分解量超过50%。特别地，当温度从600℃升高
至650℃时，原料气全氟己酮的含量急剧下降，滞留时间为2 s时，从600℃的
92.6%下降到650℃的42.8%；5 s时，从600℃的70.7%下降到650℃的24.5%。
裂解温度上升至750℃和滞留时间5 s时，气体反应物中的全氟己酮体积分数下降
至3.7%，裂解程度趋于完全。
2.2.2 裂解温度和滞留时间对热裂解气体产物组成的影响
根据热裂解气体产物的GC-MS分析结果与GC在线分析结果，可以确定出主要产
物所对应的GC图中的产物峰。将全氟己酮热裂解主要气体产物含量变化绘制成图
3。
从图3可以看到，不论滞留时间为2 s还是5 s，当温度低于700℃时，全氟异戊
烷一直为主要的有机气体产物，且其体积分数均在650℃时达到最大值，分别是
52.5%和63.0%。温度继续升高，全氟和全氟异丁烯的含量都随温度的升高而逐
渐增加。其中当滞留时间为5 s，温度为750℃时，十氟丁烷和六氟丙烯将替代全
氟异戊烷，成为有机气体中含量最多的两种有机产物，两者的体积分数分别达到了
33.0%和20.5%，此外，剧毒气体全氟异丁烯的体积分数也由3.8%增加至11.1%。
除上述主要有机气体产物外，四氟乙烯、八氟丙烷等其他微量有机气体产物也都随
裂解温度的升高而呈增加的趋势。
对比图3中的两图可知，滞留时间从2 s延长至5 s时，主要有机气体产物的含量
也逐渐增加。温度升至750℃时，5 s滞留时间时的全氟异戊烷生成量相比于2 s
时的较低，推测由于较长饱和直链的全氟异戊烷热稳定性较差，在较高温度和较长
滞留时间的条件下其生成量反而有所下降。此外，剧毒气体产物全氟异丁烯受滞留
时间的影响较为明显，在相同的裂解温度条件下，5 s时的全氟异丁烯含量为2 s
时的2～5倍。
2.3 一氧化碳的KM900手持式烟气分析仪测量
试验测得的一氧化碳质量体积浓度见表2。
由图2及图3可知，在裂解温度为500℃时，仅有微量的全氟异戊烷产生，全氟
己酮基本上未发生分解。然而由表2可知，裂解温度为500℃、滞留时间为5 s时，
烟气分析仪测得的一氧化碳体积质量已超过仪器所能测量的最大值12.5 g/m3。
由此推断，全氟己酮热裂解首先发生脱一氧化碳反应，反应方程式：
1）裂解温度低于500℃时，全氟己酮基本不发生分解；550℃时开始发生分解；
在550～600℃之间，全氟己酮热裂解程度较低；在650～750℃之间热裂解剧烈。
2）全氟己酮高温热裂解后的气体产物包括一氧化碳、四氟乙烯、八氟丙烷、六氟
丙烯、十氟丁烷、八氟-1-丁烯、八氟-2-丁烯、全氟异丁烯和全氟异戊烷，主要气
体产物为全氟异戊烷、六氟丙烯和十氟丁烷。另外在热裂解产物出现了毒性气体一
氧化碳和剧毒气体全氟异丁烯，这应高度重视。
3）热裂解后的气体产物含量与热裂解温度、滞留时间相关。随着裂解温度的升高
和滞留时间的增长，全氟己酮的热裂解程度加剧，有机气体产物全氟异戊烷的生成
量先增加后减少，其他的有机气体产物的生成量均增加。
【相关文献】
［1］ 王余胜，贾雯.新型洁净减火剂——氟化酮的性能分析［J］.亚洲消防，2006（1）：77-79.
［2］ PAGLIARO J L，LINTERIS G T，SUNDERLAND P B，etal. Combustion inhibition
and enhancement of premixed methane-air flames by halon replacements［J］.
Combustion and Flame，2015，162（1）：41-49.
［3］ BABUSHOK V I，LINTERIS G T，MEIER O tion properties of halogenated
fire suppressants［J］. Combustion and Flame，2012，159（12）：3569-3575.
［4］ LINTERIS G T，BABUSHOK V I，SUNDERLAND P B，et ed combustion
enhancement by C6F12O fire suppressant［J］.Proceedings of the Combustion Institute，
2013，34（2）：2683-2690.
［5］ ANDERSSON B，BLOMQVIST mental study of thermal breakdown products
from halogenated extinguishing agents［J］.Fire Safety Journal，2011，46（3）：104-
115.
［6］ KIM A，CRAMPTON mance of Novec1230 in electronic facility fire
protection［C］//A Technical Working Conference Proceedings of SUPDET 2010.
Orlando，Florida，2010：1-6.
［7］ DITCH B l decomposition products testing with 1，1，1，2，2，4，5，5，
5 nonafluoro-4-trifluoromethyl pentan-3-one（C6F-ketone） during fire extinguishing
［D］. Worcester，Massachusetts：Worcester Polytechnic Institute，2002.
［8］ DITCH B D，RIVERS P，THOMAS S.A continuation of thermal decomposition
product testing with C6F-ketone，increased concentrations［C］//Proceedings of Halon
Options Technical Working erque，2002.
［9］ 张品.哈龙替代型含氟灭火剂高温热解特性研究［D］.南京：南京理工大学，2013. ZHANG
on the pyrolysis of the fluorinecontaining fire extinguishing agents as halon
alternates ［D］.Nanjing：Nanjing University of Science&Techonolgy，2103.
［10］ SU J Z，KIM A K，KANABUS-KAMINSKA spectroscopic measurement of
halogenated compounds produced during fire suppression tests of two halon
replacements［J］.Fire Safety Journal，1998，31（1）：1-17.
［11］ ROBIN M ssion of class a fires with HFC-227ea［J］.Process Safety
Progress，1998，17（3）：209-212.
［12］ WILLIAMS B A，L'ESPÉRANCE D M，FLEMING J W. Intermediate species profiles in
low-pressure methane/ oxygen flames inhibited by 2-H heptafluoropropane：comparison
of experimental data with kinetic modeling ［J］.Combustion and Flame，2000，120
（1）：160-172.
2024年4月28日发(作者：赖晨钰)
全氟己酮灭火剂高温热裂解性能研究
崔凤霞;覃况;石磊;张品;潘仁明
【摘 要】基于GC、GC-MS和KM900手持式烟气分析仪测试手段，研究了全氟
己酮在管式反应器中滞留时间为2 s和5 s、裂解温度为500~750℃时的热裂解规
律。结果表明：全氟己酮在550℃时开始分解，超过650℃裂解剧烈；主要裂解
气体产物为十氟丁烷、六氟丙烯和全氟异戊烷；随着裂解温度和滞留时间的增加，
全氟己酮裂解程度加剧，十氟丁烷和六氟丙烯生成量增加，全氟异戊烷的生成量先
增加后减少；值得重视的是全氟己酮高温热裂解时有剧毒气体全氟异丁烯和毒性气
体一氧化碳产生。%The thermal pyrolysis of C6 F-ketone was studied in a
stainless tubular reactor under atmospheric pressure and attemperatures
between 500 ℃ and 750 ℃ with residence times of 2 s and 5 s. The
pyrolysis gaseous products were analyzed by on-line gas chromatography
( GC ) , gas chromatography-mass spectrometry ( GC-MS ) and KM900
hand-held combustion analyzer. The results indicate that the thermal
pyrolysis of C6 F-ketone initiates at about 550 ℃ and becomes intense at
650 ℃. As both pyrolysis temperature and residence time increase, the
thermal pyrolysis of C6 F-ketone is trig-gered, which makes the
concentration of C6 F-ketone plummet, the yields of main gaseous
products perflubutane, hexaflu-oropropylene increase and 1,1,1,2,2,3,4,4,4-
nonafluoro-3-( trifluoromethyl) butane decrease after its peak. Besides,
highly toxic gaseous products,perfluoroisobutene and carbon monoxide,
were detected in the thermal pyrolysis process.
【期刊名称】《爆破器材》
【年(卷),期】2015(000)006
【总页数】5页(P5-8,14)
【关键词】灭火剂;全氟己酮;裂解;裂解温度;滞留时间;气体产物
【作 者】崔凤霞;覃况;石磊;张品;潘仁明
【作者单位】南京消防支队 江苏南京，210008;南京理工大学化工学院 江苏南京，
210094;南京理工大学化工学院 江苏南京，210094;南京理工大学化工学院 江苏
南京，210094;南京理工大学化工学院 江苏南京，210094
【正文语种】中 文
【中图分类】TJ53+3;O621.2
全氟己酮，化学名称为全氟乙基异丙基酮（perfluoro-2-methyl-3-pentanone）。
全氟己酮灭火剂（商品名为Novec1230防火液体）常温下为无色透明液体，沸点
约为49℃，蒸发潜热为水的1/25，极易汽化。它具有灭火效率高（与Halon-
1301相当），对臭氧无活性（消耗臭氧潜能值ODP=0），温室效应指数（GWP）
仅为1，自身毒性余量≥66%，不导电等特点。该灭火剂在2001年5月经美国
3M公司推出后，迅速得到美国消防行业和环保部门认可，并于2001年9月在美
国首先进入商业推广，随后在北美、欧洲、澳大利亚、日本、韩国等发达地区注册
使用。2010年，它被选定为温哥华冬奥会唯一可使用的气体灭火剂［1］。同时，
美国环保局哈龙替代物部门已批准该灭火剂可用于有人场所的火灾防护。
尽管全氟己酮灭火剂在行业内得到了高度认可，但认可的依据是建立在灭火剂本身
的性能特点和灭火效率基础上，而它在熄灭火灾燃烧时的尾气效应却没有得到足够
重视，如烟气浓度、毒性、导电性、与保护对象相容性等，这些因素与火灾现场的
人员安全、物品保护效果密切相关。尾气效应是评价灭火剂火灾保护质量的重要因
素，而试图掌握灭火剂的尾气效应应从灭火剂自身热解性能入手。
有关全氟己酮灭火剂的热解性能，至今公开的研究报道寥寥无几。Pagliaro等［2］
研究了全氟己酮注入甲烷-空气火焰时出现的压力和燃烧速度增加现象，但没有涉
及全氟己酮的热解。Babushok和Linteris等［3-4］的工作侧重于全氟己酮在碳
氢化合物-空气火焰中的 PSR反应动力学模型构建。Andersson等［5］采用传统
的红外光谱方法和傅里叶变换红外光谱方法分析了全氟己酮熄灭丙烷扩散火焰时的
热裂解产物，发现灭火过程中有氟化氢和氟光气生成，当全氟己酮供应速率较低时，
氟元素几乎都生成了氟化氢，而随着供应速率的提高，氟光气的生成量增加，氟化
氢的生成量减少，当灭火剂含量接近灭火浓度时，氟元素大部分都生成了氟光气。
Kim等［6］利用傅里叶变换红外光谱对全氟己酮熄灭木垛火、正庚烷火、电缆火
时的灭火性能及灭火过程中的热裂解产物进行了研究，发现电子储物柜的通风条件
影响灭火时间和氟化氢生成量。Ditch［7-8］利用离子选择性色谱和傅里叶变换
红外光谱，对全氟己酮灭火过程中的热裂解产物氟化氢和氟光气进行了分析，发现
影响热裂解产物的3个关键因素分别是火源功率、灭火剂释放时间及灭火剂浓度，
其中随着火源功率增强、灭火剂释放时间增加和灭火剂浓度降低，氟化氢含量均增
加。另外一些学者［9-12］研究了其他含氟类哈龙替代型气体灭火剂的高温裂解
或过火热裂解规律。可见，至今围绕全氟己酮灭火剂热性能研究集中在它与火焰作
用的一些规律，而有关全氟己酮自身热解规律的研究尚无相关报道。
本文将全氟己酮灭火剂通入高温管式反应器进行高温裂解，通过有规律变化反应器
温度和控制灭火剂在反应器中的滞留时间，测试不同工况下全氟己酮高温热裂解气
体产物组分，建立温度、滞留时间与热解产物组成之间的定性、定量关系。
1.1 试验装置与步骤
全氟己酮热裂解试验装置如图1。全氟己酮由蠕动泵挤压进入缠有加热带的管路里，
加热带温度控制在60℃，在此温度下全氟己酮能以气态进入哈呋加热炉内的反应
器中。反应器为哈斯特镍合金反应管，长300 mm，直径4 mm，其中心区域能
够提供约140 mm长的恒温区。连接反应器出口的管路埋在60℃恒温水槽中，在
此温度下既冷却了流出反应器的尾气，同时保证未裂解的全氟己酮为气态。
试验时，裂解温度分别选择了500、550、600、650、700℃和750℃，通过温
度控制器来设定和控制。升温阶段，保持氮气流入反应器以保护反应器，同时扫除
管路中残留的杂质气体。达到设定温度值后，恒温1 h以平衡哈呋加热炉内加热块
的内外温差，然后关闭氮气，设定蠕动泵流量，启动蠕动泵输入全氟己酮，使全氟
己酮气体分别以52.78、20.28 mL/min的流量通过管式反应器，对应全氟己酮气
体在反应器恒温区的滞留时间分别为2 s和5 s。约3 ～4 h后，反应趋于稳定，
开始使用在线GC分析气体产物含量。当组成稳定后，采集热解气体于集气袋，以
用于后续GC-MS定性分析。一氧化碳浓度用KM900手持式烟气分析仪直接测量。
1.2 GC分析
采用北京北分瑞利分析仪器有限公司的SP-1000气相色谱仪对热裂解气体进行在
线定量分析，含量均按相应峰面积百分比计算。气相色谱仪的检测器为离子化检测
器FID，测试柱为Varian Plot Q，长30 m，载气为氮气，空气压力0.4 MPa，
氢气压力0.3 MPa，柱温为50℃，保持30 min，再以10℃/min的速率上升至
200℃，保持35 min，注样器温度200℃，检测器温度为220℃，分流比为10︰
1。
1.3 GC-MS分析
采用美国Angilent 5975气相色谱-质谱联用仪热裂解气体进行定性分析。色谱条
件：色谱柱为Gas Plot毛细管色谱柱，长30 m，柱箱温度为初始温度60℃，以
10℃/min上升至220℃，载气为氦气，MSD传输线温度为280℃；质谱条件：
离子源温度250℃，四级杆温度150℃，电子倍增器电压70 eV，扫描范围
（m/z）：15～300。
1.4 KM900手持式烟气分析仪分析
KM900手持式烟气分析仪（英国KANE公司），主机尺寸为220 mm×120
mm×55 mm，可测量氧气、二氧化硫、一氧化氮、一氧化碳及烟气温度、环境温
度和烟道动/静压力，它可以储存多达150组测试结果。该仪器测量一氧化碳质量
体积浓度时分辨率是1×10-6，精度±5%，测量范围0～12.5 g/m3。
2.1 热裂解有机气体产物的GC-MS分析
表1列出了滞留时间5 s、裂解温度分别为650℃和750℃时全氟己酮热裂解气体
产物的GC-MS分析结果。由表1可以看到，除原料气外，气体产物还有四氟乙烯、
八氟丙烷、六氟丙烯、十氟丁烷、八氟-1-丁烯、八氟-2-丁烯、全氟异丁烯和全氟
异戊烷等物质。其中全氟异丁烯为剧毒气体，其半致死浓度LC 50为0.5 mg/L
（小鼠暴露6 h）。
2.2 热裂解有机气体产物的GC分析
2.2.1 裂解温度和滞留时间对全氟己酮热裂解程度的影响
由GC在线分析结果可知，在不同裂解温度和滞留时间条件下，全氟己酮的热裂解
程度不同。图2为全氟己酮体积分数与裂解温度之间的关系曲线。由图2可知，
全氟己酮热裂解程度随着裂解温度的升高和滞留时间的增长而逐渐加剧。裂解温度
500℃时，全氟己酮基本没有分解。550℃时，全氟己酮出现裂解。650℃时，全
氟己酮热裂解变得较为剧烈，其分解量超过50%。特别地，当温度从600℃升高
至650℃时，原料气全氟己酮的含量急剧下降，滞留时间为2 s时，从600℃的
92.6%下降到650℃的42.8%；5 s时，从600℃的70.7%下降到650℃的24.5%。
裂解温度上升至750℃和滞留时间5 s时，气体反应物中的全氟己酮体积分数下降
至3.7%，裂解程度趋于完全。
2.2.2 裂解温度和滞留时间对热裂解气体产物组成的影响
根据热裂解气体产物的GC-MS分析结果与GC在线分析结果，可以确定出主要产
物所对应的GC图中的产物峰。将全氟己酮热裂解主要气体产物含量变化绘制成图
3。
从图3可以看到，不论滞留时间为2 s还是5 s，当温度低于700℃时，全氟异戊
烷一直为主要的有机气体产物，且其体积分数均在650℃时达到最大值，分别是
52.5%和63.0%。温度继续升高，全氟和全氟异丁烯的含量都随温度的升高而逐
渐增加。其中当滞留时间为5 s，温度为750℃时，十氟丁烷和六氟丙烯将替代全
氟异戊烷，成为有机气体中含量最多的两种有机产物，两者的体积分数分别达到了
33.0%和20.5%，此外，剧毒气体全氟异丁烯的体积分数也由3.8%增加至11.1%。
除上述主要有机气体产物外，四氟乙烯、八氟丙烷等其他微量有机气体产物也都随
裂解温度的升高而呈增加的趋势。
对比图3中的两图可知，滞留时间从2 s延长至5 s时，主要有机气体产物的含量
也逐渐增加。温度升至750℃时，5 s滞留时间时的全氟异戊烷生成量相比于2 s
时的较低，推测由于较长饱和直链的全氟异戊烷热稳定性较差，在较高温度和较长
滞留时间的条件下其生成量反而有所下降。此外，剧毒气体产物全氟异丁烯受滞留
时间的影响较为明显，在相同的裂解温度条件下，5 s时的全氟异丁烯含量为2 s
时的2～5倍。
2.3 一氧化碳的KM900手持式烟气分析仪测量
试验测得的一氧化碳质量体积浓度见表2。
由图2及图3可知，在裂解温度为500℃时，仅有微量的全氟异戊烷产生，全氟
己酮基本上未发生分解。然而由表2可知，裂解温度为500℃、滞留时间为5 s时，
烟气分析仪测得的一氧化碳体积质量已超过仪器所能测量的最大值12.5 g/m3。
由此推断，全氟己酮热裂解首先发生脱一氧化碳反应，反应方程式：
1）裂解温度低于500℃时，全氟己酮基本不发生分解；550℃时开始发生分解；
在550～600℃之间，全氟己酮热裂解程度较低；在650～750℃之间热裂解剧烈。
2）全氟己酮高温热裂解后的气体产物包括一氧化碳、四氟乙烯、八氟丙烷、六氟
丙烯、十氟丁烷、八氟-1-丁烯、八氟-2-丁烯、全氟异丁烯和全氟异戊烷，主要气
体产物为全氟异戊烷、六氟丙烯和十氟丁烷。另外在热裂解产物出现了毒性气体一
氧化碳和剧毒气体全氟异丁烯，这应高度重视。
3）热裂解后的气体产物含量与热裂解温度、滞留时间相关。随着裂解温度的升高
和滞留时间的增长，全氟己酮的热裂解程度加剧，有机气体产物全氟异戊烷的生成
量先增加后减少，其他的有机气体产物的生成量均增加。
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