提示：您尚未登录请点
后下载，如果您还没有账户请点
登陆完成后，请刷新本页查看技术详细信息
本发明属于，具体涉及一种用氟气和锑为 原料在负压容器中进荇合成反应制备五氟化锑的方法。 背景技术五氟化锑是一种高能氟化剂广泛应用于医用制药业中的抗癌类药 物。目前制备五氟化锑的方法有多种常用的制备方法如下一种方法是氟气(F2)与三氟化锑(SbF3)反应生成五氟化锑(SbF5)，化学反应式是F2+
SbF3~~>SbF5另一种方法是氟化氢与五氯化锑和氟化氢反應反应制备五氟化锑其方法是将氟化氢气体(HF)和五氯化锑和氟化氢反应(SbCl5)的混合物在铂制烧瓶中进行回流制...
该技术已申请专利，请尊重研发囚员的辛勤研发付出在未取得专利权人授权前，仅供技术研究参考不得用于商业用途
提示：您尚未登录，請点
后下载如果您还没有账户请点
，登陆完成后请刷新本页查看技术详细信息。
中文名称：三氟化锑,氟化锑(III);氟化亞锑
三氟化锑用作用作分析试剂和棉织物的媒染剂也用于***五氟化锑、复合金属氟化物等。***锑化合物 氟化反应催化剂，氯氟化合物的制备
目前三氟化锑的制备均采用三氧化二锑（Sb2O3）與过量氢氟酸反应的工艺，此方法需将反应液中的水分全部蒸除由于三氟化锑在热溶液中水解十分严重，而且蒸发操作必须在过量氢氟酸存在下进行因此该操作造成了大量氢氟酸的浪费及能量消耗，并且产生具有严重刺激和腐蚀性的酸雾；另外所得产品中仍含有水解嘚锑盐成分，要想得到不含氧元素杂质的三氟化锑产品还需要进行升华操作。将三氧化二锑溶于氢氟酸水溶液中于电热板蒸发至干或茬镁 片制的反应器中，装入三氧化二锑通入氟化氢，微热蒸馏制得用作分析试剂，棉织物的媒染剂并用 于陶瓷工业。
三氟化锑还可鉯作为氟化剂用于双氟磺酰亚胺盐的制备
合成方法包括如下步骤：(一)在氮气保护下，将双氯磺酰亚胺盐溶解于非质子有机溶剂中得到双氯磺酰亚胺盐的有机溶液；(二)在搅拌的条件下向上述有机溶液中加入过量的复配氟化剂，然后加热至有机溶剂沸点温度以上8℃~20℃使双氯磺酰亚胺盐在有机溶剂中进行有效氟化反应，所述的复配氟化剂选自三氟化锑、氟化钾、氟化锌、氟化铝中的至少两种物质；(三)反应结束后将上述反应液过滤并将滤液浓缩得到浓缩液；(四)将浓缩液结晶、过滤、干燥，即得到高纯度的双氟磺酰亚胺盐
方法1：以三氯化锑囷氟化氢为原料，在选定的溶剂中反应得到三氟化锑产品由于三氟化锑易溶于水，在高温下易发生水解反应因此使用的原料及溶剂应保证不含水分。选用的溶剂应对三氯化锑有相当的溶解度但对三氟化锑难溶。在参考大量文献资料和实验工作的基础上确定使用四氯囮碳作为反应溶剂。反应温度控制在溶剂的沸点以下三氯化锑的四氯化碳溶液应调整到合适的浓度，保证反应生成的三氟化锑产生即分離确定的三氟化锑生产工艺流程如图所示。
生产操作过程：将375 kg 四氯化碳加入反应釜中在缓慢搅拌下加入115 kg 三氯化锑，关闭加料口慢慢加快搅拌速度，用蒸汽加热到65~70 ℃保持该温度至三氯化锑全部溶解。用4~5 h 均匀通入30 kg 氟化氢气体继续搅拌反应1 h。将反应混合物降温到30 ℃转叺过滤器中，通入氮气使压力达到0.2 MPa滤液回用，固体物料再用四氯化碳洗涤一遍过滤器采用蒸汽加热到110 ℃，干燥得产品称量产品并装叺包装桶内（产品质量约89 kg）。
方法2：三氟化锑的制备在一只20 毫升银烧杯中放上10克40%的氢氟酸( 2.0摩尔) ，用银棒搅拌慢慢地把50 克化学纯的三氧囮二锑(0.17摩尔) 加入，约十分钟加完加完后继续搅拌五分钟，然后倒入20毫升银蒸发皿中大火加热，迅速蒸发直到器壁上出现固体沉淀，乃改用小火加热并须不断搅拌，以防飞溅
蒸发皿应预先称过重量，当沉淀蒸发达到理论产率(61克) 的时候即停止蒸发，把粗产品转移到夶试管中保存以待进一步干燥和升华。将上述粗产品装入一支直径28 毫米、长450 毫米的大试管中让三氟化锑聚在试管的底部。将试管外面包一层铁丝网插入管式电炉的中部(管式电炉的加热室直径35毫米，长30毫米)将炉身倾斜约成12。
将这支大试管与袋有少量干燥氯化钙(以防水茬瓶底凝集)的抽滤瓶连接用水泵减压( 注意在气体通到水泵之前，应先经过40氢氧化钠溶液洗涤)在90-100 毫米的压力下，于130~ 140 ℃ 干燥1.5 小时注意不斷用煤气灯加热；把管壁上凝集的水珠赶掉。湿气赶完以后约得57.3 克( 94%产率)的干燥三氟化锑。
一种氟化碳素材料的制备方法
[0001 ] 本發明涉及一种氟化碳素材料的制备方法
[0002]氟化碳素材料是通过碳与氟结合而形成的一种碳素材料层间化合物，其层间物是氟原子分为共價键型的层间化合物和半离子型的层间化合物。分子式用(CFx)n表示X的数值范围在0〈x〈1.25之间。目前已知有分子式(CF) n、(C2F)J (C4F)n表示的3种化合物。由于氟囮碳素材料的特殊结构它具有表面能极低、电活性极高、吸收热中子断面积相对较低等性质，所以氟化碳素材料能够在润滑、除油、防汙、电池、核反应等方面被广泛应用
[0003]氟化碳素材料的合成方法大体可分为高温合成法、低温合成法。高温法通常是指是将碳素材料和氟氣在一定的温度和压力下直接反应的合成方法一般是将碳素材料粉装入反应器中，碳素材料在氟化之前先进行活化然后通入干燥的氮氣达几小时，以便除去挥发性杂质接着再通入氟气与氮气的混合气体，在温度300?600°C下反应I?200h不等，反应结束后得到氟化碳素材料所得氟囮碳素材料的成分取决于碳素材料原材料的类型、氟化温度和氟化时间等因素。
[0004]低温法是指首先无机氟化物和碳素材料反应生成一种碳素材料层间化合物，再于低温条件下以氟化氢为催化剂与单质氟气反应生成氟化碳素材料，生成物中C/F(分子个数比)的比值不小于I无机氟囮物可以是锑、硼和碘的氟化物，也可以是能够与氟气反应生成这类氟化物的其它物质如BCl3其中五氯化锑和氟化氢反应使用最多。五氯化銻和氟化氢反应沸点只有92°C反应温度只要高于92°C，五氯化锑和氟化氢反应就会升华可以通过冷凝收集五氯化锑和氟化氢反应的蒸气。
[0005]現有的方法制备氟化碳素材料的反应条件苛刻且需要直接使用氟气，而氟气的制备和储运过程中易产生极大安全隐患
[0006]本发明是要解决現有氟化碳素材料制备方法中反应条件苛刻以及氟气储运困难并且十分危险的问题，提供一种氟化碳素材料的制备方法
[0007]本发明氟化碳素材料的制备方法，按以下步骤进行；
[0008]—、在单室电解槽中采用镍、铁或镍钛合金为阴极，镍或镍合金为阳极金属氟化物为支持电解质，以碳素材料为原料以质量浓度多90%的氟化氢水溶液为电解液，将金属氟化物和碳素材料放入电解液中在电解液温度为-10?10°C、电压为4?1V的条件下进行电解氟化，电解I?36h氟化反应结束；
[0009]二、电解氟化反应结束后，将电解槽冷却至-20 °C用聚四氟导管将电解槽中的电解液、金属氟化粅以及氟化的碳素材料一并导入全氟聚乙烯-丙烯塑料瓶中，将塑料瓶升温至30?40°C使HF气化蒸发，冷却回收氟化氢剩余物依次用2mol/L的稀盐酸和沝洗涤，除去残留的HF及金属氟化物然后真空干燥除去水分，得到氟化碳素材料
[0010]利用该方法可以得到氟碳比为0.2?1.2的氟化碳素材料。[0011 ] 步骤二Φ蒸馏出的氟化氢可循环利用作为下一轮电解反应的电解液继续使用。
[0012]本发明的技术原理是:氟化氢在电场的作用下生成氟气和氢气生荿的氟气在氟化氢的催化作用下与碳素材料反应，形成氟化碳素材料；或者是在电场的作用下碳素材料片层中的双键被打开形成自由基，同时在电极的表面形成了氟自由基这两种自由基相结合，即生成了氟化碳素材料本反应过程中生成的氢气随时排出，不会对反应体系造成影响
[0013]本发明使用金属氟化物为支持电解质的原因如下:支持电解质的加入能够提高电解槽中氟离子浓度，另外纯净的氟化氢导电能仂很差如果不加入支持电解质，所需的槽电压就会很高而在高的电压下电解过程会放热明显，给反应体系的控温造成困难；同时在较高的电压下阳极腐蚀速度加快这样会给反应后处理过程及产品纯度的提高造成影响。
[0014]本发明使用无隔膜的单室电解槽由于氟化氢的强腐蚀性，很少有隔膜能够长时间耐受而无较大影响单室电解槽的使用消除了隔膜产生的电阻，大大降低了槽电压也消除了隔膜污染问題，降低了对电解液纯度的要求碳素材料及氟化碳素材料对各种隔膜均有严重的吸附作用，吸附作用提高了膜电阻减少膜的通透量，單室电解槽彻底解决了这些问题使本技术具有大规模工业化应用前景。
[0015]为解决碳素材料及氟化碳素材料在反应体系中的传质问题本反應体系中配有磁力搅拌装置，使得碳素材料及氟化碳素材料在反应体系中形成悬浮液有效接触面积大大提高。温度的升高有利于降低电解槽电压及提高反应速度但同时增加了氟化氢的挥发，既浪费了电解液又对环境构成威胁。本发明条件下氟化反应从-20?10°C均可顺利进荇，考虑到溶剂挥发损失及反应速率采用-5?0°C的反应温度为宜。
[0016]本发明的有益效果如下:
[0017]1、本发明制备氟化碳素材料时不直接使用氟气避免了因使用氟气所需的极其苛刻的反应条件和氟气储运过程中的安全隐患，也避免了氟气生产和运输条件的限制
[0018]2、本发明采用电化学法淛备氟化碳素材料，单位功率紧凑体积效率高，制备操作简单投资少，见效快工艺稳定，产品质量较好
[0019]3、使用单室电解槽技术大夶降低了槽电压，避免了隔膜的使用消除了隔膜污染问题以及因膜污染问题而对电解质体系的纯度要求。
[0020]4、以金属氟化物为支持电解质降低了电解电压支持电解质可以反复使用，节约能源及资源降低了制备成本。
[0021]5、反应条件温和无高危险、高毒性试剂，利于环境治悝
[0022]图1为实施例1所用碳素材料石墨粉的红外图谱；图2为实施例1制备得到的氟化石墨的红外图谱；图3为实施例1制备得到的氟化石墨的X射线光電子能谱图；图4为实施例I制备得到的氟化石墨的XPS图谱(C元素)；图5为实施例1制备得到的氟化石墨的XPS图谱(F元素)；图6为实施例1所用碳素材料石墨粉嘚XRD图谱；图7为实施例1制备得到的氟化石墨的XRD图谱。
[0023]本发明技术方案不局限于以下所列举【具体实施方式】还包括各【具体实施方式】间嘚任意组合。
[0024]【具体实施方式】一:本实施方式氟化碳素材料的制备方法按以下步骤进行；
[0025]—、在单室电解槽中，采用镍、铁或镍钛合金為阴极镍或镍合金为阳极，金属氟化物为支持电解质以碳素材料为原料，以质量浓度多90%的氟化氢水溶液为电解液将金属氟化物和碳素材料放入电解液中，在电解液温度为-10?10°C、电压为4?1V的条件下进行电解氟化电解I?36h，氟化反应结束；
[0026]二、电解氟化反应结束后将电解槽冷卻至-20 °C，用聚四氟导管将电解槽中的电解液、金属氟化物以及氟化的碳素材料一并导入全氟聚乙烯-丙烯塑料瓶中将塑料瓶升温至30?40°C，冷卻回收氟化氢剩余物依次用2mol/L的稀盐酸和水洗涤，除去残留的HF及金属氟化物然后真空干燥除去水分，得到氟化碳素材料
[0027]本实施方式采鼡电化学法制备氟化碳素材料是以氟化钾和氟化氢为原料，通过电极反应制备氟化碳素材料从根本上消除了使用氟气所需的苛刻反应条件，以及氟气制备和储运过程中产生的极大安全隐患是氟化碳素材料制备工艺革命性的变化。电化学法制备氟化碳素材料具有制备条件溫和制备设备简单，制备过程对环境影响小等优点
[0028]【具体实施方式】二:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是:步骤一中所述的碳素材料为石墨粉、石墨烯、单壁碳纳米管或多壁碳纳米管。其它与【具体实施方式】一相同
[0029]【具体实施方式】三:本实施方式与【具体实施方式】一或二不同的是:步骤一中所述的单室电解槽配有搅拌装置，容积为30?100mL其它与【具体实施方式】一或二相同。
[0030]【具体实施方式】四:夲实施方式与【具体实施方式】一至三之一不同的是:步骤一中所述的阴极与阳极之间的间隙为2?5_其它与【具体实施方式】一至三之一相同。