本發(fā)明屬于精細(xì)化學(xué)品的制備領(lǐng)域，具體涉及一種利用三氧化二銻一步法制備六氟銻酸鈉的工藝方法。

背景技術(shù)：

1、我國(guó)是世界上銻資源最豐富的國(guó)家，銻資源儲(chǔ)量占全球總量的55％以上，同時(shí)也是世界上銻品產(chǎn)量最高的國(guó)家。然而，我國(guó)的銻品出口主要集中在銻精礦、金屬銻和普通三氧化二銻等初級(jí)產(chǎn)品，這些產(chǎn)品的創(chuàng)匯效益相對(duì)較低。相比之下，高級(jí)銻化合物大多需要依賴進(jìn)口。六氟銻酸鈉作為一種應(yīng)用廣泛的銻鹽，被認(rèn)為是一種有發(fā)展?jié)摿Φ木?xì)化工產(chǎn)品。對(duì)六氟銻酸鈉進(jìn)行深入研究和生產(chǎn)，不僅能夠促進(jìn)我國(guó)豐富銻資源的深加工和開(kāi)發(fā)利用，而且對(duì)于提升銻產(chǎn)品的附加值和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力具有重要意義。

2、六氟銻酸鈉(nasbf6)是一種銻的深加工產(chǎn)品。六氟銻酸鈉中的五價(jià)銻和氟離子通過(guò)強(qiáng)配位鍵結(jié)合而成，這種配位使得氟離子處于相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，且由于氟原子與氫原子大小相似，但電負(fù)性更強(qiáng)，氟的引入不會(huì)顯著改變分子的立體構(gòu)型，但會(huì)極大地改變分子的電負(fù)性，這些使得其再化工領(lǐng)域和藥物領(lǐng)域均廣泛的應(yīng)用。在化工領(lǐng)域中，六氟銻酸鈉主要用于合成新型催化劑、參與制備鐵-芳烴化合物和活性聚合的引發(fā)體系、合成熱穩(wěn)定的陽(yáng)離子光敏引發(fā)劑、作為合成硫鎓鹽和碘鎓鹽的原料等。在醫(yī)藥領(lǐng)域，nasbf6可以替代有機(jī)氟化物，具有重要的商業(yè)價(jià)值。此外，由于五價(jià)銻與氟離子的配位非常穩(wěn)定，具有不參與生物轉(zhuǎn)換的生物惰性，因此作為醫(yī)藥中間體時(shí)，不會(huì)對(duì)生物體產(chǎn)生任何不良影響，這使得nasbf6非常適合用于藥物轉(zhuǎn)化。

3、六氟銻酸鈉的制備方法較多，如利用六氟銻酸和五氧化二銻反應(yīng)制備、利用銻酸鈉和氟化鈉制備。根據(jù)銻源和氟源的不同，六氟銻酸鈉的制備方法也不盡相同，傳統(tǒng)使用三氧化二銻制備六氟銻酸鈉的工藝技術(shù)如中國(guó)專利cn113072097a首先利用三氧化二銻和氫氧化鈉溶液制備焦銻酸鈉，而后利用三氧化二銻，氫氟酸和過(guò)氧化氫混合制備六氟銻酸，最后再利用焦銻酸鈉、六氟銻酸和碳酸鈉制備六氟銻酸鈉。由于在該過(guò)程中為保證各個(gè)反應(yīng)均能夠充分反應(yīng)，各項(xiàng)反應(yīng)物均過(guò)量，這使得產(chǎn)物中剩余的反應(yīng)物雜質(zhì)較多。且由于該反應(yīng)過(guò)程較為復(fù)雜，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的雜質(zhì)和副產(chǎn)物也較多，經(jīng)過(guò)多次的反復(fù)試驗(yàn)可能會(huì)導(dǎo)致所制備的產(chǎn)品純度較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目在于提供一種利用三氧化二銻一步法制備六氟銻酸鈉的方法，該方法通過(guò)以氟化鈉為鈉源和氟源，僅通過(guò)與銻源一步反應(yīng)就能得到六氟銻酸鈉，不會(huì)向體系引入新的物質(zhì)，大大縮減反應(yīng)流程，減少實(shí)驗(yàn)誤差、中間產(chǎn)物的和副產(chǎn)物的生成，具有反應(yīng)程度高等優(yōu)勢(shì)。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明提供了一種利用三氧化二銻一步法制備六氟銻酸鈉的方法，該方法是將包括三氧化二銻、氟化鈉、氫氟酸在內(nèi)的原料漿化、溶解后，緩慢加入雙氧水進(jìn)行反應(yīng)，得到六氟銻酸鈉粗品；所述六氟銻酸鈉粗品經(jīng)過(guò)濃縮、冷卻結(jié)晶后即得六氟銻酸鈉精品。

3、該方法通過(guò)向反應(yīng)釜中定量添加三氧化二銻(sb2o3)，氟化鈉(naf)，氟化氫(hf)，雙氧水(h2o2)等原料，通過(guò)轉(zhuǎn)子攪拌，得到含六氟銻酸鈉的飽和溶液，后經(jīng)過(guò)冷卻結(jié)晶、洗滌、過(guò)濾和干燥得到六氟銻酸鈉產(chǎn)品。本發(fā)明的技術(shù)方案僅有一步反應(yīng)，可以準(zhǔn)確控制各階段，確保反應(yīng)進(jìn)行完全，有利于減少實(shí)驗(yàn)中的誤差，減少中間產(chǎn)物和副產(chǎn)物的生成，反應(yīng)程度和生產(chǎn)效率高，所得六氟銻酸鈉精品純度高。此外，本發(fā)明一定程度上降低了氫氟酸中氟化氫的使用量。

4、本發(fā)明的反應(yīng)方程式如式i：

5、sb2o3+2naf+2h2o2+10hf＝2nasbf6+7h2o；

6、式i。

7、而現(xiàn)有技術(shù)用來(lái)制備六氟銻酸的具體反應(yīng)方程式如式ii：

8、sb2o3+2naoh＝2nasbo2+h2o；

9、nasbo2+h2o2＝nasbo3+h2o；

10、sb2o3+2h2o2+12hf＝2hsbf6+7h2o；

11、hsbf6+nasbo3＝nasbf6+hsbo3；

12、2hsbo3+na2co3＝2nasbo3+h2o+co2；

13、式ii。

14、對(duì)比反應(yīng)式可知，現(xiàn)有技術(shù)中存在多個(gè)連續(xù)反應(yīng)過(guò)程，生成的副產(chǎn)物以及過(guò)量的反應(yīng)物均會(huì)對(duì)產(chǎn)品六氟銻酸鈉的純度產(chǎn)生影響。而本發(fā)明雖然用到了三氧化二銻、氫氟酸及雙氧水，但是本發(fā)明的關(guān)鍵區(qū)別在于使用naf代替了氫氧化鈉，相比之下優(yōu)勢(shì)在于一方面通過(guò)一步法制備六氟銻酸有效降低了反應(yīng)過(guò)程中存在的副產(chǎn)物，為后續(xù)的晶體提純提供方面，提高了產(chǎn)品純度；另一方面，使用naf代替了氫氧化鈉一定程度上降低了反應(yīng)過(guò)程中反應(yīng)物對(duì)反應(yīng)釜的腐蝕作用，且由于氟源來(lái)自于naf和hf兩種物質(zhì)，一定程度上降低了hf的使用量，提高了生產(chǎn)的安全性。

15、同時(shí)，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)通過(guò)采用將氟化鈉、三氧化二銻和氫氟酸溶解后再向漿化液中緩慢滴加h2o2可以有效保證其與三氧化二銻充分反應(yīng)，提高反應(yīng)的均勻性。同時(shí)可以有效防止局部h2o2濃度過(guò)高產(chǎn)生其他的氧化物副產(chǎn)物，也可以防止h2o2的分解造成浪費(fèi)。

16、作為一種優(yōu)選的方案，所述反應(yīng)條件為：溫度為90～100℃，時(shí)間為1～3h。在本發(fā)明的溫度范圍內(nèi)δrgmθ＜0，反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行，同時(shí)可以保證反應(yīng)物充分溶解和漿化；而在本發(fā)明的時(shí)間內(nèi)可以保證反應(yīng)的充分進(jìn)行。且發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在本發(fā)明的溫度反應(yīng)內(nèi)，反應(yīng)溫度適當(dāng)升高，反應(yīng)進(jìn)行的程度較為完全，所剩余的三氧化二銻含量較少，所制備的六氟銻酸鈉的純度有所升高，進(jìn)一步優(yōu)選溫度為95～100℃。

17、作為一種優(yōu)選的方案，所述三氧化二銻、氟化鈉、氫氟酸的摩爾比為1：(2～2.25)：(10～11.5)；其中，氫氟酸的用量以氟化氫計(jì)。本發(fā)明的氫氟酸需要嚴(yán)格控制，其用量過(guò)低時(shí)，不能保證反應(yīng)的充分進(jìn)行，而用量過(guò)高時(shí)，其會(huì)大量揮發(fā)對(duì)反應(yīng)設(shè)備造成腐蝕。氟化鈉在反應(yīng)過(guò)程起到提供氟源和鈉源的作用，其對(duì)于六氟銻酸鈉的最終合成效果的影響較小，但是用量過(guò)多會(huì)對(duì)后續(xù)的六氟銻酸鈉提純過(guò)程產(chǎn)生影響，用量過(guò)低會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)不充分，因此氟化鈉的添加量應(yīng)當(dāng)以適當(dāng)過(guò)量為宜。進(jìn)一步優(yōu)選所述三氧化二銻、氟化鈉、氫氟酸的摩爾比為1：(2.15～2.25)：(11～11.5)。

18、作為一種優(yōu)選的方案，所述雙氧水的加入量為三氧化二銻的摩爾量的2～2.25倍。本發(fā)明中雙氧水是實(shí)現(xiàn)氧化三價(jià)銻到五價(jià)銻的關(guān)鍵，其用量過(guò)低時(shí)，無(wú)法完全實(shí)現(xiàn)氧化，造成六氟銻酸鈉產(chǎn)率低；而其用量過(guò)高時(shí)，會(huì)加重濃縮過(guò)程中氫氧化鈉溶液的用量，且由于h2o2存在分解的問(wèn)題(具體分解方程式如式iii)，分解的h2o2不能起到氧化的作用，因此h2o2的添加量應(yīng)當(dāng)適當(dāng)過(guò)量。進(jìn)一步優(yōu)選雙氧水的加入量為三氧化二銻的摩爾量的2.15～2.25倍。

19、2h2o2＝2h2o+o2；

20、式iii。

21、作為一種優(yōu)選的方案，所述雙氧水的濃度為質(zhì)量濃度為30～50％，并通過(guò)滴加的方式緩慢加入。通過(guò)緩慢加入雙氧水有利于控制反應(yīng)的程度。

22、作為一種優(yōu)選的方案，所述濃縮的溫度為100～120℃，時(shí)間為3～5h。

23、作為一種優(yōu)選的方案，所述濃縮過(guò)程中采用氫氧化鈉溶液對(duì)蒸發(fā)氣體進(jìn)行吸收，主要吸收的氣體為反應(yīng)過(guò)程中揮發(fā)的hf氣體，而生成的氟化鈉又可以作為反應(yīng)試劑循環(huán)使用，反應(yīng)的方程式如式iv。

24、hf+naoh＝naf+h2o；

25、式iv。

26、作為一種優(yōu)選的方案，所述氫氧化鈉溶液濃度為1～2mol/l。

27、作為一種優(yōu)選的方案，所述冷卻結(jié)晶的時(shí)間為12～24h。

28、作為一種優(yōu)選的方案，所述六氟銻酸鈉精品的純度大于90％，反應(yīng)物三氧化二銻的剩余量占比小于1.3％。

29、本發(fā)明提供了一種一步法制備六氟銻酸鈉的方法，具體包括以下步驟：

30、步驟1：將氟化鈉，三氧化二銻按照反應(yīng)比例準(zhǔn)確稱量并轉(zhuǎn)移至聚四氟乙烯反應(yīng)釜中。

31、步驟2：準(zhǔn)確量取氫氟酸溶液于反應(yīng)釜中。

32、步驟3：將聚四氟乙烯反應(yīng)釜放置在裝有甘油的油浴鍋中，設(shè)置加熱溫度，期間保持轉(zhuǎn)子攪拌，保證反應(yīng)物全部漿化和溶解。

33、步驟4：待反應(yīng)釜內(nèi)部溫度升高至加熱溫度后，保持體系溫度不變，向反應(yīng)體系中緩慢加入h2o2溶液，繼續(xù)攪拌反應(yīng)。

34、步驟5：攪拌反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)體系繼續(xù)升溫，濃縮反應(yīng)液，并使用naoh溶液對(duì)蒸發(fā)氣體進(jìn)行多重吸收。

35、步驟6：將濃縮反應(yīng)液進(jìn)行冷卻降溫后，對(duì)得到的含有六氟銻酸晶體的溶液進(jìn)行過(guò)濾。

36、步驟7：對(duì)六氟銻酸鈉晶體進(jìn)行洗滌干燥得到最終產(chǎn)物。

37、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

38、(1)本發(fā)明通過(guò)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)原料以及實(shí)驗(yàn)條件，使用三氧化二銻作為銻源，使用氟化鈉作為鈉源和氟源，氟化氫作為氟源，在一定程度上降低了氟化氫的使用量，降低了實(shí)驗(yàn)步驟的復(fù)雜性，在保證反應(yīng)物充分反應(yīng)的同時(shí)提高了反應(yīng)效率，簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)步驟，做到進(jìn)一步的經(jīng)濟(jì)環(huán)保。

39、(2)本發(fā)明準(zhǔn)確控制反應(yīng)體系中氫氟酸的使用量，在保證反應(yīng)的充分進(jìn)行時(shí)，降低了氫氟酸的揮發(fā)以及堿液對(duì)反應(yīng)設(shè)備的腐蝕，有效提高了六氟銻酸鈉生產(chǎn)過(guò)程的清潔和環(huán)保性。

40、(3)本發(fā)明的一步法制備六氟銻酸鈉的工藝，該方法通過(guò)精確控制反應(yīng)物的添加量和反應(yīng)條件，顯著降低了副產(chǎn)物的生成，確保了反應(yīng)物的高效利用。這一工藝不僅提高了產(chǎn)品的純度，減少了雜質(zhì)含量，還極大提升了反應(yīng)物的利用率，實(shí)現(xiàn)了制備過(guò)程的優(yōu)化和產(chǎn)品質(zhì)量的提升。

41、(4)本發(fā)明具有效果穩(wěn)定，生產(chǎn)效率高，工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)。工藝中所涉及到的生產(chǎn)原料簡(jiǎn)單易得，所制備的六氟銻酸鈉產(chǎn)品純度較高，該工藝有利于其大規(guī)模生產(chǎn)的工業(yè)化應(yīng)用。

42、(5)本發(fā)明制備的六氟銻酸鈉精品無(wú)需經(jīng)過(guò)重結(jié)晶，純度即可達(dá)到90％以上，在進(jìn)一步優(yōu)選的條件下，純度可達(dá)93％以上。