【技术实现步骤摘要】
本专利技术是属于氟化工领域，特别是关于六氟磷酸盐-气相法二维材料制备的联合系统及其使用方法。
技术介绍
1、目前，制备六氟磷酸盐的制备工艺主要有氢氟酸溶剂法、气固反应法、有机溶剂法和离子交换法等。其中氢氟酸溶剂法是现阶段最主要的工业化生产方法，以制备六氟磷酸锂(lipf6)为例，其工艺包括将金属源氟化锂(lif)或碳酸锂(li2co3)溶入氢氟酸配制氟化盐溶液，在氢氟酸中通入五氯化磷(pcl5)反应得到五氟化磷(pf5)与氯化氢(hcl)，再将pf5与hcl的混合气体通入到氟化盐溶液中制得lipf6溶液，在进一步结晶后得到固态的lipf6。该制备工艺具有反应速度快、反应容易控制、产物转化率高、副反应相对少、产品纯度高等优点。但该工艺在制备pf5过程中会反应生成大量氯化氢(hcl)气体，造成了pcl5的使用浪费，目前的处理工艺是使用水吸收hcl气体得到稀盐酸，但是该稀盐酸中还有大量难以除杂的氟离子，导致稀盐酸品质低，经济价值不大。目前，六氟磷酸锂生产企业通常将该稀盐酸中和后废弃处理，或极低的价格，甚至补贴费用供给对品质要求不高的酸洗行业。
技术实现思路
1、针对现有技术中氢氟酸溶剂法制备六氟磷酸盐的生产工艺中，存在大量废气(副产物hcl气体)，该些废气副产物中由于含难以除去的氟等杂质，回收利用经济效益低；为达成环保排放要求，该些废气处理成本又过高的难题。
2、本专利技术第一方面提供一种六氟磷酸盐-气相法二维材料制备的联合系统，所述联合系统包括：
3、六氟磷酸盐
4、气相法二维材料制备系统，包括：气固反应装置，所述气固反应器设置有第一进气口，用于向所述气固反应器通入所述副产物气体；所述气固反应装置为所述副产物气体与粉体原料之间的气固反应提供反应条件。
5、在一些实施例中，上述第一进气口与所述副产物排气口直接或间接连通。
6、在一些实施例中，上述第一进气口和上述副产物排气口之间设置有一气体储存装置。
7、在一些实施例中，上述气固反应器设置第一排气口，所述第一排气口用于排出中间气体；所述联合系统还包括有：收集系统，该收集系统包括收集器，所述收集器设置有第二进气口，所述第二进气口与所述气相法二维材料制备系统的所述第一排气口直接或间接连通。
8、在一些实施例中，上述收集系统设置有冷却装置，用于冷却所述收集器中的气体。
9、在一些实施例中，上述联合系统还包括有：换热装置，所述换热装置设置于所述六氟磷酸盐制备系统与所述收集系统之间，用于将所述六氟磷酸盐制备系统排出的副产物气体与所述气相法二维材料制备系统排出的中间气体之间的换热。
10、在一些实施例中，上述换热装置的换热面与所述收集器的外壁接触。
11、在一些实施例中，上述收集器设置有第二排气口，所述第二排气口排出的气体能够直接或间接通入所述气固反应装置中回收利用。
12、在一些实施例中，上述气相法二维材料制备系统还包括惰性气体供给装置，用于向所述气固反应装置通入惰性气体。
13、在一些实施例中，上述六氟磷酸盐为六氟磷酸锂或六氟磷酸钠；
14、在一些实施例中，上述粉体原料为max相材料。
15、在一些实施例中，上述联合系统还包括：加热系统，用于将所述六氟磷酸盐制备系统产生的所述副产物气体加热后再通入至所述气相法二维材料制备系统。
16、在一些实施例中，上述气固反应装置，包括：流化加热温区和流化反应炉管，所述流化反应炉管竖式设置，所述流化反应炉管位于所述流化加热温区内。
17、在一些实施例中，上述气固反应装置为管式炉，包括：横向设置的炉管和炉管加热温区，所述炉管加热温区围绕的所述炉管的位置定义为反应腔室。
18、在一些实施例中，上述气固反应装置还包括：送料器、旋转电机、螺旋进料杆；所述送料器与所述炉管连接，用于将所述粉体原料送入所述炉管中；所述旋转电机与所述螺旋进料杆相连，通过所述螺旋进料杆的转动带动所述粉体原料在所述炉管中移动至所述反应腔室。
19、本专利技术第二方面提供一种上述六氟磷酸盐-气相法二维材料制备的联合系统的使用方法，包括：所述粉体原料为max相材料。
20、在一些实施方式中，所述气固反应装置中的加热温度介于400℃至1800℃；更优选地介于600℃至1000℃。
21、本专利技术第三方面提供一种气相法二维材料的制备方法，步骤包括:
22、将刻蚀气体与max相材料在预定温度下发生刻蚀反应，所述刻蚀气体来源于六氟磷酸盐制备系统产生的废气，所述六氟磷酸盐制备系统采用氢氟酸溶剂法工艺，所述废气中包含氯化氢气体。
23、在一些实施例中，上述六氟磷酸盐为六氟磷酸钠或六氟磷酸锂。
24、在一些实施例中，所述刻蚀反应的加热温度介于400℃至1800℃；更优选地介于600℃至1000℃。
25、本专利技术第四方面提供一种六氟磷酸盐制备系统产生的废气用于气相法生产二维材料的用途，其特征在于，所述气相法生产的二维材料为mxene材料。
26、本专利技术提供一种六氟磷酸盐-气相法二维材料制备的联合系统，该联合系统将氢氟酸溶剂法制备六氟磷酸盐生产过程中产生的含hcl气体的废气作为另一气相法二维材料制备的原料气体，即解决了六氟磷酸盐生产中废气处理难、成本高的难题，又为二维材料的生产节约气源成本，实现了资源最大化利用，具有显著的经济效益，同时废气减少了对环境的危害，符合化工绿色环保发展的方向。
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1.一种六氟磷酸盐-气相法二维材料制备的联合系统，其特征在于，所述联合系统包括：
2.如权利要求1所述的联合系统，其特征在于，所述第一进气口与所述副产物排气口直接或间接连通；
3.如权利要求1所述的联合系统，其特征在于，所述气固反应器设置第一排气口，所述第一排气口用于排出中间气体；所述联合系统还包括有：收集系统，该收集系统包括收集器，所述收集器设置有第二进气口，所述第二进气口与所述气相法二维材料制备系统的所述第一排气口直接或间接连通。
4.如权利要求3所述的联合系统，其特征在于，所述收集系统设置有冷却装置，用于冷却所述收集器中的气体。
5.如权利要求3所述的联合系统，其特征在于，所述联合系统还包括有：换热装置，所述换热装置设置于所述六氟磷酸盐制备系统与所述收集系统之间，用于将所述六氟磷酸盐制备系统排出的副产物气体与所述气相法二维材料制备系统排出的中间气体之间的换热。
6.如权利要求5所述的联合系统，其特征在于，所述换热装置的换热面与所述收集器的外壁接触。
7.如权利要求3所述的联合系统，其特征在于，所述收集器
8.如权利要求1所述的联合系统，其特征在于，所述气相法二维材料制备系统还包括惰性气体供给装置，用于向所述气固反应装置通入惰性气体。
9.如权利要求1所述的联合系统，其特征在于，所述六氟磷酸盐为六氟磷酸锂或六氟磷酸钠；
10.如权利要求1所述的联合系统，其特征在于，所述联合系统还包括：加热系统，用于将所述六氟磷酸盐制备系统产生的所述副产物气体加热后再通入至所述气相法二维材料制备系统。
11.如权利要求1至10中任一项所述的联合系统，其特征在于，所述气固反应装置，包括：流化加热温区和流化反应炉管，所述流化反应炉管竖式设置，所述流化反应炉管位于所述流化加热温区内。
12.如权利要求1至10中任一项所述的联合系统，其特征在于，所述气固反应装置为管式炉，包括：横向设置的炉管和炉管加热温区，所述炉管加热温区围绕的所述炉管的位置定义为反应腔室。
13.如权利要求12所述的联合系统，其特征在于，所述气固反应装置还包括：送料器、旋转电机、螺旋进料杆；所述送料器与所述炉管连接，用于将所述粉体原料送入所述炉管中；所述旋转电机与所述螺旋进料杆相连，通过所述螺旋进料杆的转动带动所述粉体原料在所述炉管中移动至所述反应腔室。
14.一种如权利要求1至13任一项所述的联合系统的使用方法，其特征在于，所述粉体原料为MAX相材料；
15.一种气相法二维材料的制备方法，其特征在于，步骤包括:
16.如权利要求15所述的制备方法，其特征在于，所述六氟磷酸盐为六氟磷酸钠或六氟磷酸锂；
17.一种六氟磷酸盐制备系统产生的废气用于气相法生产二维材料的用途，其特征在于，所述气相法生产的二维材料为MXene材料。
...【技术特征摘要】
1.一种六氟磷酸盐-气相法二维材料制备的联合系统，其特征在于，所述联合系统包括：
2.如权利要求1所述的联合系统，其特征在于，所述第一进气口与所述副产物排气口直接或间接连通；
3.如权利要求1所述的联合系统，其特征在于，所述气固反应器设置第一排气口，所述第一排气口用于排出中间气体；所述联合系统还包括有：收集系统，该收集系统包括收集器，所述收集器设置有第二进气口，所述第二进气口与所述气相法二维材料制备系统的所述第一排气口直接或间接连通。
4.如权利要求3所述的联合系统，其特征在于，所述收集系统设置有冷却装置，用于冷却所述收集器中的气体。
5.如权利要求3所述的联合系统，其特征在于，所述联合系统还包括有：换热装置，所述换热装置设置于所述六氟磷酸盐制备系统与所述收集系统之间，用于将所述六氟磷酸盐制备系统排出的副产物气体与所述气相法二维材料制备系统排出的中间气体之间的换热。
6.如权利要求5所述的联合系统，其特征在于，所述换热装置的换热面与所述收集器的外壁接触。
7.如权利要求3所述的联合系统，其特征在于，所述收集器设置有第二排气口，所述第二排气口排出的气体能够直接或间接通入所述气固反应装置中回收利用。
8.如权利要求1所述的联合系统，其特征在于，所述气相法二维材料制备系统还包括惰性气体供给装置，用于向所述气固反应装置通入惰性气体。
9.如权利要求1所述的联合系统，其特征在于，所述六氟磷酸...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨树斌，杜志国，杨运洋，
申请(专利权)人：济南三川新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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