一种六氟磷酸盐的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种六氟磷酸盐的制备方法，属于化学合成技术领域；本发明专利技术提供的一种六氟磷酸盐的制备方法包括以下步骤：(1)将氟化氢盐溶解于碳酸酯类溶剂中，并于减压环境下分批加入五氯化磷，搅拌反应，所述搅拌反应的温度为30

【技术实现步骤摘要】
一种六氟磷酸盐的制备方法


[0001]本专利技术属于化学合成
，尤其涉及一种六氟磷酸盐的制备方法。

技术介绍

[0002]随着人们生活水平的提高，新能源新材料得到快速的发展，因六氟磷酸盐在非水溶剂中电导率高故而广泛的用作电解质，市场对六氟磷酸盐需求与日俱增。但现有传统技术都是采用无水氟化氢为原料合成，无水氟化氢技术有很多不足之处，有以下几点：无水氟化氢属于低沸点高毒气体，不便于运输和管理、对人体高毒，对生产工作人员不安全、对设备腐蚀性很大，设备投资大、有大量的副产物氯化氢气体难以处理，不环保。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种环保、安全、副产物少的六氟磷酸盐的制备方法。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种六氟磷酸盐的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0005](1)将氟化氢盐溶解于碳酸酯类溶剂中，并于减压环境下分批加入五氯化磷，搅拌反应，所述搅拌反应的温度为30
‑
60℃；
[0006](2)搅拌反应结束后过滤，将所得滤液浓缩、冷却、析晶，再过滤，得六氟磷酸盐晶体。
[0007]本专利技术的技术方案提供的一种六氟磷酸盐的制备方法中首次采用在碳酸酯类溶剂中，将固体氟化氢盐与分批加入的五氯化磷在减压环境下反应制备六氟磷酸盐；本专利技术的反应历程是在碳酸酯类溶剂中溶解的氟化氢盐在溶剂中首先解离成氟化氢和氟化盐，接着解离形成的氟化氢与分批加入的五氯化磷在30
‑r/>60℃下与强活性的氯离子发生取代反应，然后经过滤除去在反应过程中产生的氯化铵固体，将滤液浓缩、冷却、析晶，得六氟磷酸盐；采用本专利技术的技术方案制备六氟磷酸盐的过程中在源头上没有使用高毒气体，且未使用高腐蚀性的原料，同时本专利技术的副产物较少且处理简单；整体上而言，本专利技术提供的制备方法安全、环保且得到的产物的收率、纯度高。
[0008]作为本专利技术所述六氟磷酸盐的制备方法的优选实施方式，所述反应的温度为45
‑
55℃。
[0009]当反应温度低于30℃时，反应几乎不发生，当反应温度高于60℃时，制备得到的六氟磷酸盐的收率和纯度都呈现出下降的趋势，因此，限定反应的温度为30
‑
60℃；进一步优选反应温度为45
‑
55℃，在此温度范围内，反应速率适中且反应收率较优，能够达到反应速率和反应收率的良好平衡。
[0010]作为本专利技术所述六氟磷酸盐的制备方法的优选实施方式，所述五氯化磷与氟化氢盐的摩尔比为1：(2
‑
7)。
[0011]作为本专利技术所述六氟磷酸盐的制备方法的优选实施方式，所述五氯化磷与氟化氢
盐的摩尔比为1：3。
[0012]当五氯化磷与氟化氢盐的摩尔比为1：(2
‑
7)时，既能保证具有良好的收率，又能避免某一种原料的过多添加造成的原料浪费；当五氯化磷与氟化氢盐的摩尔比为1：3时制备得到的收率最优且原料利用率最高。
[0013]作为本专利技术所述六氟磷酸盐的制备方法的优选实施方式，所述碳酸酯类溶剂包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯中的任意一种。
[0014]本专利技术优选碳酸酯类溶剂作为反应溶剂，一方面是因为氟化氢盐在此类溶剂中具有良好的溶解性，另一方面是氟化氢盐能够成功的此类溶剂中解离出稳定的氟化氢和氟化盐，从而能够促进解离形成的氟化氢与后续加入的五氯化磷发生取代反应从而生成产物。
[0015]作为本专利技术所述六氟磷酸盐的制备方法的优选实施方式，所述氟化氢盐包括氟化氢铵、氟化氢钾、氟化氢钠、氟化氢锂中的任意一种。
[0016]作为本专利技术所述六氟磷酸盐的制备方法的优选实施方式，所述分批加入的批次为8
‑
10批次，每批次加入的五氯化磷的重量相同。
[0017]采用分批加入的方式一方面是由于五氯化磷中氯离子的活性较高，加入后能够迅速与已经解离形成的氟化氢发生取代反应，分批加入能够在一定程度上控制反应速度，另一方面是由于发生的取代反应是放热反应，分批加入能避免反应过快带来的体系温度显著上升。
[0018]作为本专利技术所述六氟磷酸盐的制备方法的优选实施方式，所述减压环境的压力为0.5
‑
0.9个大气压。
[0019]由于本专利技术的反应过程中不可避免的会产生少量的氯化氢气体，为了使反应尽可能的向目标正反应方向移动，因此将反应体系置于减压环境下反应，设置减压环境的压力为0.5
‑
0.9个大气压既能够方便前期五氯化磷的分批加入，也能保证反应尽可能的往正方向移动，进一步提升反应收率。
[0020]作为本专利技术所述六氟磷酸盐的制备方法的优选实施方式，所述搅拌反应的时间为0.5
‑
10小时，搅拌反应的转速为100
‑
200rps。
[0021]作为本专利技术所述六氟磷酸盐的制备方法的优选实施方式，所述浓缩为浓缩至滤液的饱和状态。
[0022]作为本专利技术所述六氟磷酸盐的制备方法的优选实施方式，所述浓缩至滤液的饱和状态是采用升温加热的方式使得碳酸酯类溶剂蒸发，加热的温度为70
‑
75℃，到看到滤液中有固体混浊物产生时，即停止加热浓缩。
[0023]作为本专利技术所述六氟磷酸盐的制备方法的优选实施方式，所述冷却的温度为(
‑
30)
‑
0℃。
[0024]选择在低温下冷却能够减缓析晶的速度，从而能够保证析出的晶体的纯度，同时低温下冷却结晶也能促进产物的析出。
[0025]作为本专利技术所述六氟磷酸盐的制备方法的优选实施方式，所述步骤(2)中，再过滤后的滤液反复浓缩、冷却、析晶，收集析出的晶体，得六氟磷酸盐晶体。
[0026]对滤液进行反复的浓度、冷却、析晶，能够尽可能多的收集体系中生成的六氟磷酸盐，提升反应的收率。
[0027]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0028]第一：本专利技术的技术方案提供的一种六氟磷酸盐的制备方法中不使用常规的高毒、高腐蚀性的氟化氢气体，显著提升了反应的安全性；
[0029]第二：本专利技术技术方案提供的一种六氟磷酸盐的制备方法中不会产生大量的副产物氯化氢气体，显著提升了反应的环保型；
[0030]第三：本专利技术技术方案提供的一种六氟磷酸盐的制备方法反应操作简单、对设备无特殊要求，且反应的收率、纯度高。
具体实施方式
[0031]为更好的说明本专利技术的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。
[0032]若无特别说明，本专利技术使用的试剂和仪器都是可以通过常规购买途径得到。
[0033]实施例1
[0034]本专利技术实施例的一种六氟磷酸盐的制备方法：
[0035](1)将氟化氢铵(100g，1.75mol)溶解于无水碳酸二甲酯(100g，93mL)中，控制反应的温度为50℃，反应的压力为0.8个大气压，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种六氟磷酸盐的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：(1)将氟化氢盐溶解于碳酸酯类溶剂中，并于减压环境下分批加入五氯化磷，搅拌反应，所述搅拌反应的温度为30
‑
60℃；(2)搅拌反应结束后过滤，将所得滤液浓缩、冷却、析晶，再过滤，得六氟磷酸盐晶体。2.如权利要求1所述的六氟磷酸盐的制备方法，其特征在于，所述五氯化磷与氟化氢盐的摩尔比为1：(2
‑
7)。3.如权利要求1所述的六氟磷酸盐的制备方法，其特征在于，所述碳酸酯类溶剂包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯中的任意一种。4.如权利要求1所述的六氟磷酸盐的制备方法，其特征在于，所述氟化氢盐包括氟化氢铵、氟化氢钾、氟化氢钠、氟化氢锂中的任意一种。5.如权利要求1所述的六氟磷酸盐的制备方法，其特征在于，所述分批加入的批次为8
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘传新，
申请(专利权)人：刘文洁，
类型：发明
国别省市：