五氟化磷和六氟磷酸盐的制造方法技术

提供从5价磷化合物或其溶液，或者所述5价磷化合物或其溶液与氟化氢反应所得的组合物中分离/提取五氟化磷而制造该五氟化磷的五氟化磷制造方法，以及将所得的五氟化磷用作原料制造高纯度的六氟磷酸盐的六氟磷酸盐制造方法。本发明专利技术的五氟化磷制造方法的特征在于通过使载气与5价磷化合物或其溶液，或者与所述5价磷化合物或其溶液与氟化氢反应所得的组合物溶解而得到的溶液接触，从而在所述载气中提取出五氟化磷而进行分离。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，更具体而言，涉及用作六氟磷酸盐的原料的五氟化磷的制造方法以及可用作电池用电解质和有机合成反应的催化剂等的六氟磷酸盐的制造方法。
技术介绍
作为现有的六氟磷酸盐的制造方法，例如LiPF6的制造方法，可列举以往的将氯化锂溶解在氟化氢中、再向其中加入五氯化磷的方法(下述非专利文献I)。在该方法中，将五氯化磷直接加入氟化氢中。由于五氯化磷吸湿性强，因此含有五氯化磷中本来含有的水分和在添加时从空气中吸收的水分。由于含有水分，因此LiPF6会水解，生成LiPOF4类的氟氧化锂。为了解决上述问 题，例如在下述专利文献I中，公开了以下方法将五氯化磷与氟化氢反应生成的气体在冷却至-40至_84°C并除去氟氧化磷，然后导入溶解了氟化锂的氟化氢中。此外，在下述专利文献2中，公开了使磷化合物与氢氟酸反应制造五氟化磷，通过将该五氟化磷导入氟化合物的无水氢氟酸溶液中制造六氟磷酸化合物的方法。此外，记载了不使用生成水副产物的磷的氧化物或氯氧化物、而使用PC15、PBr5或P2S5等作为磷化合物。如上所述，在现有的LiPF6的制造方法中，由于在该制造过程中含有水分，因此存在由于该水分的存在而生成水解物从而导致纯度低的问题。专利文献1:特开昭60-251109号公报专利文献2 :日本特许第2987713号非专利文献I Fluorine Chemistry Vol. 1(1950)
技术实现思路
专利技术要解决的问题鉴于上述问题,本专利技术的目的是提供从5价磷化合物或其溶液、或者所述5价磷化合物或其溶液与氟化氢反应得到的组合物中分离/提取五氟化磷而制造所述五氟化磷的五氟化磷制造方法；以及提供将得到的五氟化磷作为原料制造高纯度的六氟磷酸盐的六氟磷酸盐制造方法。解决问题的手段为了解决上述问题，本专利技术人等研究了。结果发现可以通过采用下述组成要素达到上述目的，完成了本专利技术。S卩，为了解决上述问题，本专利技术涉及的五氟化磷的制造方法的特征为通过使载气与5价磷化合物或其溶液,或者与所述5价磷化合物或其溶液与氟化氢反应所得的组合物溶解而得到的溶液接触，从而在所述载气中提取出五氟化磷而进行分离。在上述方法中,通过使载气与5价磷化合物或其溶液,或者5价磷化合物或其溶液与氟化氢反应所得的组合物溶解而得到的溶液接触，能够从5价磷化合物等中将五氟化磷分离出来并从载气中提取出来。该五氟化磷中不含有水分，纯度较高。因此，可以获得作为六氟磷酸盐的原料的非常优质的五氟化磷。在上述方法中，通过将溶解有所述组合物的溶液加热，能够将氟化氢气体和五氟化磷气体蒸发出来，从而进行分离。在这种情况下，当所述溶液中氟化氢含量较少时，也可以在将作为载气的氟化氢气体溶解后加热该溶液。此外，为了解决上述问题，本专利技术涉及的六氟磷酸盐的制造方法为，使通过上述五氟化磷制造方法得到的五氟化磷与氟化物按照下述化学反应式反应，从而生成六氟磷酸盐。[化I]nPF5+MFn — M (PF6) n(式中，M在n=l时表示选自L1、Na、K、Rb、Cs、NH4以及Ag中的任一种,在n=2时表示选自Ca、Mg、Ba、Zn、Cu以及Pb中的任一种,在n=3时表示选自Al以及Fe中的任一种。)通过上述制造方法得到的五氟化磷与现有制造方法相比不含水分且纯度高，因此能够抑制六氟磷酸盐的水解物的生成。S卩，上述方法能够制造不含水解物的高纯度六氟磷酸盐。 上述五氟化磷与氟化物的反应优选至少进行以下步骤将五氟化磷气体溶解在有机溶剂中的第一步骤，将相对于上述五氟化磷为相等或较低的化学计量的量的氟化物加入上述有机溶剂中、生成六氟磷酸盐溶液的第二步骤，以及通过将上述六氟磷酸盐溶液循环至上述第一步骤、从而在代替上述有机溶剂的六氟磷酸盐溶液中溶解五氟化磷气体的第三步骤。氟化物一般难溶于有机溶剂。因此，在吸收五氟化磷气体之前将氟化物加入有机溶剂中时，为悬浊(浆液)状态。因此，在吸收五氟化磷时，在装置内部固体氟化物弓I起堵塞，在运行中产生故障。然而在上述方法中，首先在第一步骤中在有机溶剂中吸收五氟化磷气体，然后在第二步骤中将氟化物加入有机溶剂中。由此，如上述化学反应式所示，在有机溶剂中合成六氟磷酸盐。此外，由于氟化物的添加量相对于五氟化磷为化学计量等量或较低，因此氟化物全部与五氟化磷反应。结果是得到不残留未反应氟化物的非浆液状态的六氟磷酸盐溶液。由此，能够将六氟磷酸盐溶液循环至第一步骤，能够将五氟化磷气体溶解在代替有机溶剂的六氟磷酸盐溶液中(第三步骤)。即，在上述方法中，能够使用诸如吸收塔等各种装置，并且可以连续运行，能够提高六氟磷酸盐的产率。所述有机溶剂优选为非水性有机溶剂或非水性离子液体中的至少任一种。由此，能够不产生水解地吸收五氟化磷。此外，在五氟化磷或六氟磷酸盐水解时，生成氟氧化磷酸和氟化氢以及磷酸等酸性物质，或者对于有机溶剂为不溶解成分的氟氧化磷酸盐、磷酸盐等。在将含有这些酸性物质、不溶解成分的电解液用于电容元件时，会带来电容元件的腐蚀和电特性的劣化等问题。因此，优选使用水分浓度低的物质作为有机溶剂。从该观点出发，优选所述有机溶剂的水分浓度为100重量ppm以下，更优选为10重量ppm以下，特别优选为I重量ppm以下。所述第一步骤和第三步骤可以使用吸收塔进行。本专利技术的制造方法中，由于在将五氟化磷气体溶解在有机溶剂和六氟磷酸盐溶液中之后加入氟化物，因此不形成悬浊(浆液)状态。因此，在第一步骤和第三步骤中，即使例如使用吸收塔，也可防止在其内部产生堵塞，使得能够连续运行。结果是，能够提高六氟磷酸盐的产率。为了解决上述问题，本专利技术涉及的电解液的特征在于含有通过上述六氟磷酸盐制造方法得到的六氟磷酸盐。此外，为了解决上述问题，本专利技术涉及的电容元件的特征在于含有上述电解液。作为本专利技术的电容元件，可列举锂离子二次电池等。专利技术效果本专利技术通过上述方式产生了下述效果。S卩，通过本专利技术，由于使载气与5价磷化合物或其溶液，或者与所述5价磷化合物或其溶液与氟化氢反应所得的组合物溶解而得到的溶液接触，因此能够制造不含水分的高纯度五氟化磷。进而，通过将由本专利技术得到的五氟化磷作为原料制造六氟磷酸盐，可制造不含水解物的高纯度六氟磷酸盐。附图说明[图1]简略显示本专利技术的实施方案涉及的五氟化磷制造方法的说明图。[图2]简略显示本专利技术 的实施方案涉及的六氟磷酸盐的制造装置的说明图。[图3]简略显示本专利技术的锂二次电池的截面图的说明图。符号说明I 第一吸收塔2 第一槽3 泵4 冷却器5 第二吸收塔6 第二槽7 泵8 冷却器9 脱气塔10 第三槽12 空气泵13 冷凝器21 正极22 负极23 多孔隔膜24 正极室25 负极室26 垫片27 隔离物28 弹簧具体实施例方式参照图1对本专利技术的实施方案在下文中进行说明。图1为简略显示本实施方案涉及的五氟化磷制造装置的说明图。但省略说明不需要的部分，并且含有为了易于说明而扩大或缩小等的图示部分。本专利技术涉及的五氟化磷制造方法通过使载气与5价磷化合物或其溶液，或者与所述5价磷化合物或其溶液与氟化氢反应所得的组合物溶解而得到的溶液接触而进行。上述5价磷化合物可为液体、气体、固体的任何状态。此外，也可溶解在水或有机溶剂中作为溶液形式使用。对5价磷化合物没有特别限定，例如可例举五氧化二磷(P205)、正磷酸(Η3Ρ04)、聚磷酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种五氟化磷的制造方法，其特征在于通过使含有HF气体的载气与5价磷化合物或其溶液，或者与所述5价磷化合物或其溶液与氟化氢反应所得的组合物溶解而得到的溶液接触，从而在所述载气中提取出五氟化磷而进行分离，并且所述5价磷化合物不为五氯化磷。

【技术特征摘要】
2007.08.16 JP 2007-212277;2008.01.18 JP 2008-00941.一种五氟化磷的制造方法，其特征在于通过使含有HF气体的载气与5价磷化合物或其溶液，或者与所述5价磷化合物或其溶液与氟化氢反应所得的组合物溶解而得到的溶液接触，从而在所述载气中提取出五氟化磷而进行分离，并且所述5价磷化合物不为五氯化磷。2.权利要求1所述的五氟化磷的制造方法，其特征在于所述载气不与所述5价磷化合物或其溶液、或者所述5价磷化合物或其溶液与氟化氢反应所得的组合物溶解而得到的溶液反应。3.权利要求1所述的五氟化磷的制造方法，其特征在于在溶解了所述组合物的溶液中，将所述载气进行鼓泡。4.权利要求1所述的五氟化磷的制造方法，其特征在于所述载气的水分含量为I重量％以下。5.权利要求1所述的五氟化磷的制造方法，其特征在于所述载气与溶解了所述组合物的溶液接触时的温度为-50至100°C。6.权利要求1所述的五氟化磷的制造方法，其特征在于所述载气相对于溶解了所述组合物的溶液为惰性的。7.权利要求1所述的五氟化磷的制造方法，其特征在于溶解了所述组合物的溶液中磷原子的含量为O. 01至25重量％。8.权利要求1所述的五氟化磷的制造方法，其特征在于使用氟化氢气体作为所述载气。9.权利要求1所述的五氟化磷的制造方法，其特征在于通过使无水氟化氢与载气接触，在所述载气中提取出的氟氧化磷按...

【专利技术属性】
技术研发人员：脇雅秀，桥口慎二，平野一孝，
申请(专利权)人：斯泰拉化工公司，
类型：发明
国别省市：