二氟磷酸钠的制备方法技术

本发明专利技术涉及材料合成技术领域。本发明专利技术提供了一种二氟磷酸钠的制备方法，包括如下步骤：三氯氧磷和水反应生成二氯磷酸和氯化氢，然后二氯磷酸和氟氢化钠反应生成二氟磷酸钠和氯化氢。本发明专利技术提供了一种创新型合成二氟磷酸钠的办法，该方法材料易得，方法简便易行，适合大规模工业化生产。规模工业化生产。规模工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
二氟磷酸钠的制备方法


[0001]本专利技术涉及材料合成
，尤其涉及二氟磷酸钠的制备方法。

技术介绍

[0002]随着对新能源汽车技术的突破，人们对新能源锂电池的需求日益旺盛，锂离子电池需求逐年增加。由于锂资源在地球中的储量有限，急需要开发能够替代锂电池或者取代部分锂电池应用的新型电池，而钠离子电池具备较好的充放电性能和能量密度，并且具有较高的安全性能，因而钠离子电池获得了较大发展。
[0003]钠离子电池的电解液通常包括钠盐和溶剂，二氟磷酸钠作为一种常见的钠盐，在钠离子电池中具有提高钠离子电池的循环寿命、容量、低温性能等特点。因而开发一种材料易得，价格实惠，方法简便易行，适合大规模工业化生产的二氟磷酸钠的制备方法是很有必要的。
[0004]现有制备二氟磷酸磷钠有利用六氟磷酸钠分解制得二氟磷酸钾进行离子交换，如文章“Journal of Materials Chemistry A,2021,vol.9,#6,p.3637
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3647”，该文章记载的方法原料较贵且产品中的钾离子难以除去，且原子经济性较差。而文章“Zhurnal Neorganicheskoi Khimii,1962,vol.7,#6,p.677
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678”和文章“Zhurnal Neorganicheskoi Khimii,1962,vol.7,p.1313
–
1315”利用氟氢化钠和五氧化二磷反应制得二氟磷酸钠，该方法反应条件苛刻，难以工业化量产。

技术实现思路
/>[0005]鉴于上述问题，本专利技术的目的在于提供一种二氟磷酸钠的制备方法，其能有效的合成二氟磷酸钠，有助于钠离子电池的推广应用。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种二氟磷酸钠的制备方法，包括：
[0007](1)取代反应
[0008]于三氯氧磷中滴加水并于0～20℃下进行反应得二氯磷酸；
[0009](2)氟化反应
[0010]于氟氢化钠中滴加所述二氯磷酸并于70～110℃下进行反应，且反应过程中对所得的产物于0～10℃进行回流并排出氯化氢。
[0011]本专利技术以三氯氧磷、氟氢化钠为制备原料，其材料易得，成本低。于三氯氧磷中滴加水并于0～20℃下进行取代反应，通过将水滴加到三氯氧磷中可控制反应进程以避免发生副反应而生成较多的单氯磷酸和磷酸；控制反应温度为0～20℃，既可保证三氯氧磷被充分取代，又能避免其温度过多导致三氯氧磷活性增强而发生副反应。于氟氢化钠中滴加二氯磷酸并于70～110℃下进行氟化反应，再于0～10℃进行回流，可在控制氟化反应的同时将氯化氢去除而保留氟化氢，从而提高产物二氟磷酸钠的收率。本专利技术的制备方法简单可行，反应温和对设备要求低，安全可靠，通过简单的两步法可制得收率高达77％以上的二氟磷酸钠。
[0012]作为本专利技术的一技术方案，所述取代反应的温度为10～20℃。
[0013]作为本专利技术的一技术方案，，所述水的滴加速度为2～5g/h。
[0014]作为本专利技术的一技术方案，所述取代反应的过程中采用碱液吸收产物中的氯化氢。
[0015]作为本专利技术的一技术方案，所述三氯氧磷溶解于有机溶剂中再进行所述取代反应，所述有机溶剂选自二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿、甲苯、正己烷、环己烷、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、丙酮、乙醚、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、乙二醇二甲醚、乙腈、二甲基亚砜和N,N
‑
二甲基甲酰胺中的至少一种。
[0016]作为本专利技术的一技术方案，滴加水完成后，回流并浓缩以除去所述有机溶剂。
[0017]作为本专利技术的一技术方案，所述氟化反应的温度为70～110℃。
[0018]作为本专利技术的一技术方案，所述氟氢化钠溶解于有机溶剂中再进行所述氟化反应，所述有机溶剂选自二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿、甲苯、正己烷、环己烷、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、丙酮、乙醚、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、乙二醇二甲醚、乙腈、二甲基亚砜和N,N
‑
二甲基甲酰胺中的至少一种。
[0019]作为本专利技术的一技术方案，所述取代反应的总时间为2～12h，所述氟化反应的总时间为8～24h。
[0020]作为本专利技术的一技术方案，所述氟化反应中所述回流后采用碱液吸收产物中的氯化氢，再过滤、浓缩、结晶。
附图说明
[0021]图1为实施例1的二氟磷酸钠的核磁氟谱图；
[0022]图2为实施例1的二氟磷酸钠的核磁磷谱图。
具体实施方式
[0023]本专利技术的制备方法制得的二氟磷酸钠可用于钠离子电池作为电解质盐或添加剂使用。其制备方法包括步骤(1)取代反应和(2)氟化反应。
[0024]其中，步骤(1)取代反应包括于三氯氧磷中滴加水并于0～20℃下进行反应得二氯磷酸，其反应式可如下所示。
[0025][0026]三氯氧磷和水的摩尔比可为0.8～1.2:0.8～1.2，水优选为去离子水。生成的二氯磷酸和盐酸的摩尔比可为0.8～1.2:0.8～1.2。三氯氧磷和水反应生成二氯磷酸和盐酸，该反应中水的滴加速度、反应温度会对产率造成影响。具体的，水滴加速度过快会导致副反应生成较多的单氯磷酸和磷酸副产物，影响产物的转化率。若反应温度过低，反应速度较慢，会有较多的三氯氧磷未反应，影响产物的转化率，并且多余的三氯氧磷会影响氟化反应情况。若反应温度过高，会提高二氯磷酸的反应活性，导致副产物单氯磷酸生成量增加，降低了反应的转化率。取代反应的温度为0～20℃，优选为10～20℃。水的滴加速度为2～5g/h。
取代反应的总时间为2～12h。
[0027]另外，取代反应的过程中采用碱液吸收产物中的氯化氢，以加快反应的进程。三氯氧磷溶解于有机溶剂中再进行取代反应，有机溶剂选自二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿、甲苯、正己烷、环己烷、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、丙酮、乙醚、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、乙二醇二甲醚、乙腈、二甲基亚砜和N,N
‑
二甲基甲酰胺中的至少一种。滴加水完成后，回流并浓缩以除去有机溶剂，以提高产物的纯度。
[0028]步骤(2)氟化反应包括于氟氢化钠中滴加二氯磷酸并于70～110℃下进行反应，且反应过程中对所得的产物于0～10℃进行回流并排出氯化氢。其反应式可如下所示。
[0029][0030]二氯磷酸和氟氢化钠的摩尔比可为0.8～1.2:0.8～1.2，水优选为去离子水。由于氟化反应过程首先是氟氢化钠中的氟化氢进攻二氯磷酸上的氯离子，从而生成氟氯磷酸和氯化氢气体排出，氟氯磷酸和氟化钠反应生成氟氯磷酸和氟化氢，氟氯磷酸和氟化氢继续反应生成二氟磷酸钠和氯化氢排出，因而反应需要将氯化氢排出并且保留氟化氢，故冷凝回温度需要保持在氯化氢的沸点之上和氟化氢沸点之下，以保证氯化氢能够顺利排出而氟化氢得以保留，氟化氢沸点19.5℃，氯化氢沸点
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85.5℃，故优选0～10℃进行冷凝回流。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.二氟磷酸钠的制备方法，其特征在于，包括：(1)取代反应于三氯氧磷中滴加水并于0～20℃下进行反应得二氯磷酸；(2)氟化反应于氟氢化钠中滴加所述二氯磷酸并于70～110℃下进行反应，且反应过程中对所得的产物于0～10℃进行回流并排出氯化氢。2.根据权利要求1所述的二氟磷酸钠的制备方法，其特征在于，所述取代反应的温度为10～20℃。3.根据权利要求1所述的二氟磷酸钠的制备方法，其特征在于，所述水的滴加速度为2～5g/h。4.根据权利要求1所述的二氟磷酸钠的制备方法，其特征在于，所述取代反应的过程中采用碱液吸收产物中的氯化氢。5.根据权利要求1所述的二氟磷酸钠的制备方法，其特征在于，所述三氯氧磷溶解于有机溶剂中再进行所述取代反应，所述有机溶剂选自二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿、甲苯、正己烷、环己烷、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、丙酮、乙醚、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、乙二醇二甲醚、乙腈、二甲基亚砜和N,N
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【专利技术属性】
技术研发人员：潘东优，毛冲，徐尚杰，戴文梁，冯慧涛，曾艺安，谢金鑫，陈慧莹，戴晓兵，
申请(专利权)人：珠海市赛纬电子材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：