[发明专利]二氟磷酸盐的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种二氟磷酸盐的制造方法。

背景技术

近年来，发现了在常温附近具有熔点的盐、或熔点为常温以下的盐(离子液体)。离子液体由阳离子和阴离子构成，由于各自的牵引力非常弱，因此，在常温下也显示液体状。如果以牵引力变弱的方式设计阳离子及阴离子的构造，则可以使盐的熔点变化而得到离子液体。进而，据说通过改变阳离子和阴离子的组合、或在各自的离子上导入取代基，可以有意地控制离子液体的物性。

离子液体具有难以挥发、另外至数百度℃以上的高温稳定地存在的特征。为与迄今为止被称为所谓“液体”的水、有机溶剂相比，特性不同的物质，也被称为第3液体。一直在研究作为有效利用了难以挥发、热稳定性的润滑油的用途、向反应溶剂、萃取分离介质等的应用。另外，由于离子液体为盐，为仅由离子构成的液体，因此，具有离子导电性。因此，可以将离子液体本身作为电解液使用。一直在积极地进行将离子液体作为电池、电容器的电解液应用的研究、作为电镀浴利用的研究。迄今为止，说起电池、电容器的电解液，则使用水系电解液或有机系电解液，但水系电解液的情况下，在水的分解电压上受到制约，另外，有机系电解液的情况下，在耐热性、安全方面产生问题。离子液体具有阻燃性、不挥发性这样的安全上优选的特征，而且电化学的稳定性也高，因此，特别是作为在高温环境下使用的双电层电容器、电池的电解液是适宜的。

为了将离子液体作为电池、电容器的电解液而适用，一直在进行由各种阳离子和阴离子构成的离子液体的研究。在该背景下，最近报道有由将二氟磷酸盐设为阴离子的1-乙基-3-甲基咪唑二氟磷酸盐构成的离子液体的特征(非专利文献1)。公开了具有与作为代表的离子液体公知的1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐同等的电传导性、耐电压性，报道了可以作为双电层电容器的电解质适宜使用(非专利文献2)。

在非专利文献1中，使1-乙基-3-甲基咪唑氯化物和二氟磷酸钾在丙酮中反应，使过滤分离了副产的氯化钾的丙酮溶液与氧化铝柱作用后，使丙酮馏去而得到1-乙基-3-甲基咪唑二氟磷酸盐。由于电解液中的杂质显著地影响电池、电容器的性能，因此，在将离子液体作为电解液使用时，优选尽可能减少杂质。离子液体为难挥发性，另外，在宽广的温度范围内为液体状态，因此，通过蒸馏、再结晶这样的精制方法减少杂质困难，因此，为了合成纯度高的离子液体，需要使用高纯度的原料，优选非专利文献1中使用的二氟磷酸钾的杂质尽可能低。

作为二氟磷酸盐的制造方法，在专利文献1至专利文献5中及非专利文献3至非专利文献7中有公开。

在专利文献1中记载有使六氟化磷酸钾和偏磷酸钾混合熔融而得到二氟磷酸钾的方法，但担心来自用于进行熔融的坩埚的污染、需要700℃的高温环境，另外，从制品纯度方面和生产率方面考虑，不能说是良好的方法。

在专利文献2～5中公开有使六氟化磷酸锂或五氟化磷与偏磷酸锂或二氧化硅或碳酸锂的任一个在有机电解液中反应而得到二氟磷酸锂的方法。但是，为了通过这些反应而得到二氟磷酸盐，需要40小时至170小时的长时间，不适于工业生产。

在非专利文献3、4中记载有使氟化铵、酸式氟化钠等与五氧化二磷作用而得到二氟磷酸盐的方法。但是，在这些方法中，除二氟磷酸盐之外，较多地副产单氟磷酸盐、磷酸盐、水，因此，其后的精制工序的负担重，难以说是高效的方法。在非专利文献5中，公开有如下方法：使例如Li₂O、LiOH等氧化物、氢氧化物与P₂O₃F₄(二氟磷酸酐)作用而得到所期望的二氟磷酸盐。但是，本方法中使用的二氟磷酸酐非常昂贵，而且难以得到纯度高的二氟磷酸酐，因此，对于工业生产是不利的。

在非专利文献6中公开有通过使碱金属氯化物和过量的二氟磷酸反应、将副产的氯化氢和剩余的二氟磷酸进行加热减压干燥而馏去之后而得到二氟磷酸盐的方法。但是，即使使用纯度充分高的二氟磷酸，也在利用该方法得到的二氟磷酸盐中作为杂质大量地残存单氟磷酸盐、氟化物盐，难以得到纯度高的物质。

在非专利文献7中公开有使尿素、磷酸二氢钾和氟化铵熔融并反应，从而得到二氟磷酸钾的方法。该方法的反应温度为170℃左右，与专利文献1的反应条件相比为稳定，工业上也容易实现，但由于大量地副产的氨气的废弃处理、较多地残留氟化铵，因此不是高效的，在得到的制品的纯度上也存在问题。