【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于硫酰氟的制備領域，具體涉及一種以氟化鈣為氟源制備硫酰氟的方法。
技術介紹
1、硫酰氟(so2f2)，一種無機化合物，常溫常壓下表現為無色無味的有毒氣體。它在高溫下化學性質穩(wěn)定，即便在400℃也不分解。硫酰氟以其優(yōu)異的擴散和滲透能力、低溫操作便利性、快速解吸、低用藥量等特性，成為廣泛使用的熏蒸劑。同時，作為氟化工領域的關鍵中間體，其應用范圍正不斷擴展。
2、硫酰氟在近年來被用作合成雙氟磺酰亞胺鋰(化學式為li[n(so2f)2]，簡稱lifsi)的關鍵原料。lifsi是一種具有廣闊應用前景的含氟新材料，主要作為鋰離子電池、超級電容器和離子液體中的高性能電解質。其在鋰離子電池電解液中的應用，顯著提升了電池的電化學穩(wěn)定性、降低了副反應的發(fā)生概率、增強了熱穩(wěn)定性，并優(yōu)化了導電性能，尤其在動力電池領域，有助于提升電池的循環(huán)和倍率性能。因此，合成lifsi所需的硫酰氟必須具備高純度，以確保最終產品的質量和性能。
3、目前報道的制備硫酰氟的方法包括如下幾種：us3403144a報道了在反應溫度為500～650℃條件下，以氟化鋇或氟硅酸鋇與三氧化硫反應制備硫酰氟的方法，該方法沒有涉及副產物的鑒定和分離；cn114368728b報道了將三氧化硫蒸汽與氟化鋇反應生成硫酸鋇和硫酰氟混合氣體，將混合氣體通過濃度為70～98.3％的濃硫酸溶液進行酸洗，得到一級純化硫酰氟氣體，再經過一系列精餾分離過程，最終得到高純度硫酰氟；us7145046b2所述方法是通過向已溶解催化劑的無水氟化氫中加入液體硫酰氯，在攪拌下發(fā)生氟化
4、已報導的硫酰氟合成方法中，涉及氟化氫或三氧化硫等高危物料，通常制備條件苛刻，設備復雜，操作要求和風險高，并伴有高危、分離難度較大的輕重組分，在工業(yè)化生產過程中成本和安全風險較高。
5、氟化鈣(螢石)是氟化學工業(yè)的源頭，但是氟化鈣穩(wěn)定性極高，反應活性極差，通常先在濃硫酸中制備為高危物料氟化氫，然后作為氟源構建系列含氟化合物或含氟材料。
6、鑒于上述傳統(tǒng)硫酰氟制備的技術問題及各應用領域對硫酰氟的使用現狀，本領域急需一種硫酰氟的新型制備工藝。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種以氟化鈣為氟源制備硫酰氟的方法，與傳統(tǒng)工藝相比，原料廉價易得，制備條件溫和，設備要求較低，安全風險較低，制備的硫酰氟純度高、收率高。
2、為實現上述目的，本專利技術提供以下技術方案：
3、一種硫酰氟的制備方法，包括以下步驟：
4、(1)caf2與mxh3-xpo4在球磨機中進行研磨，得到具有氟化活性的無機氟鹽a；
5、(2)無機氟鹽a與硫酰氯在非水極性溶劑中反應。
6、作為一個優(yōu)選的方案，所述步驟(2)中，還包括：通過低溫冷凝回流混合氣體中的硫酰氟氯和硫酰氯，通過氣體壓縮泵收集硫酰氟。
7、優(yōu)選的，mxh3-xpo4中陽離子m選自鋰、銫、鈉、鉀等一價堿金屬。
8、優(yōu)選的，caf2與mxh3-xpo4的投料摩爾比為1:(2.5～5)，更優(yōu)選為1:(4～5)。
9、優(yōu)選的，caf2與mxh3-xpo4的研磨時間為2～24h，更優(yōu)選為8～24h。
10、優(yōu)選的，無機氟鹽a(以氟化鈣計)與硫酰氯的投料摩爾比為1:(0.1～0.5)，更優(yōu)選為1:(0.1～0.3)。
11、優(yōu)選的，所述步驟(2)的反應時間為1～24h，反應溫度為0℃～68℃；更優(yōu)選的反應時間為2～12h，反應溫度為5℃～15℃。
12、優(yōu)選的，所述低溫冷凝的溫度為-50℃～0℃，更優(yōu)選為-40℃～-20℃。
13、優(yōu)選的，所述非水極性溶劑選自甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸異丙酯、乙酰乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸異丁酯、乙酸異戊酯、乳酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸甲酯、甲基叔丁基醚、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、水楊酸乙酯、甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、正己醇、環(huán)己醇、正辛醇、異辛醇、丙三醇、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、四氫呋喃、二氧戊環(huán)、環(huán)氧丙烷、二乙氧基甲烷、苯甲醚、乙腈、羥基乙腈、丙腈、丁腈、α-苯基丁腈、異戊腈、1,3,6-己烷三腈、1,2,4,5-苯四甲腈中的一種或幾種。
14、優(yōu)選的，所加非水極性溶劑與caf2的質量比為(1～20):1，更優(yōu)選為(12～18):1。
15、反應結束后，通過氣體壓縮機即可得到高純度硫酰氟產品，所得硫酰氟氣體純度經氣相色譜測定。
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1.一種硫酰氟的制備方法，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(2)中，還包括：通過低溫冷凝回流混合氣體中的硫酰氟氯和硫酰氯，通過氣體壓縮泵收集硫酰氟。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，MXH3-XPO4中陽離子M選自鋰、銫、鈉、鉀中的一種或多種。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，CaF2與MXH3-XPO4的投料摩爾比為1:(2.5～5)，優(yōu)選為1:(4～5)。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，CaF2與MXH3-XPO4的研磨時間為2～24h，優(yōu)選為8～24h。
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，無機氟鹽A以氟化鈣計，與硫酰氯的投料摩爾比為1:(0.1～0.5)，優(yōu)選為1:(0.1～0.3)。
7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(2)的反應時間為1～24h，反應溫度為0℃～68℃；優(yōu)選的反應時間為2～12h，反應溫度為5℃～15℃。
8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述低溫冷凝的溫度為-50℃～0℃，
9.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述非水極性溶劑選自甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸異丙酯、乙酰乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸異丁酯、乙酸異戊酯、乳酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸甲酯、甲基叔丁基醚、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、水楊酸乙酯、甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、正己醇、環(huán)己醇、正辛醇、異辛醇、丙三醇、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、四氫呋喃、二氧戊環(huán)、環(huán)氧丙烷、二乙氧基甲烷、苯甲醚、乙腈、羥基乙腈、丙腈、丁腈、α-苯基丁腈、異戊腈、1,3,6-己烷三腈、1,2,4,5-苯四甲腈中的一種或幾種。
10.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述非水極性溶劑與CaF2的質量比為(1～20):1，優(yōu)選為(12～18):1。
...【技術特征摘要】
1.一種硫酰氟的制備方法，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(2)中，還包括：通過低溫冷凝回流混合氣體中的硫酰氟氯和硫酰氯，通過氣體壓縮泵收集硫酰氟。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，mxh3-xpo4中陽離子m選自鋰、銫、鈉、鉀中的一種或多種。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，caf2與mxh3-xpo4的投料摩爾比為1:(2.5～5)，優(yōu)選為1:(4～5)。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，caf2與mxh3-xpo4的研磨時間為2～24h，優(yōu)選為8～24h。
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，無機氟鹽a以氟化鈣計，與硫酰氯的投料摩爾比為1:(0.1～0.5)，優(yōu)選為1:(0.1～0.3)。
7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(2)的反應時間為1～24h，反應溫度為0℃～68℃；優(yōu)...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：翟世敬，
申請(專利權)人：萬華化學集團股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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