六氟磷酸钾的应用与合成

介绍

六氟磷酸钾（Potassium hexafluorophosphate）是一种无机化合物，化学式为KPF6，外观为白色四方晶体，是一种比较重要的无机氟化盐，它能溶于乙腈溶液中。

六氟磷酸钾

应用

六氟磷酸钾可用作有机氟取代剂，并用于制取其他六氟磷酸盐、氟化剂；也是世界UV涂料行业兴起的九十年代末期新开发的一种重要化学原料，主要用于涂料行业中紫外光引发剂(即紫外光固化剂)；还可用作生产钾电池电解液的重要原料及高分子合成的催化剂等。随着科技的不断进步，它也作为一种重要的医药中间体进行使用，近年国外一些大型制药企业把它用作多肽药物合成时的保护剂。因此，六氟磷酸钾的用途越加广泛。

合成

以往合成的缺点

目前，六氟磷酸钾多由五氟化磷与含有氟化氢的氟化钾溶液反应得到，或由氯化钾、无水氟化氢、五氯化磷反应得到。上述制备过程中使用了易分解的五氯化磷固体或有毒的五氟化磷气体，因此存在反应控制难度增大、反应操作危险性高等缺点。除此之外，上述 制备方法还存在副反应多、产品收率低等缺点。

例如，中国专利文献CN107758701B公开了一种六氟磷酸钾的制备方法，该制备方法是先将无水氟化氢加到干燥氟化氢钾或氯化钾固体中，后缓慢滴加三氯氧磷反应得到成品，反应过程中控制反应温度不超过‑2℃。该制备方法中，低温反应条件一方面使得原料固化，另一方面会降低反应速率，从而导致反应时间长、反应不充分，进而导致收率较低。另外，中国专利文献CN102105395A公开了一种六氟磷酸盐的制造方法，其 中，六氟磷酸钾的制备方法如下：将酸性氟化钾(KF·(HF))和质量分数为75％的氟化氢 (HF)溶液混合使KF(HF)溶解，然后再与质量分数为85％的磷酸(H3PO4 )溶液在冰浴下反应 6h，然后进行降温、结晶、洗涤、干燥，得到产品。该制备方法得到的六氟磷酸钾晶体的收率较低，其余部分六氟磷酸钾溶解在滤液和洗液中，如果需要回收溶解的六氟磷酸钾， 需要进一步提纯，导致生产工艺复杂、生产成本和能耗增加。

新合成方法

杨华春[1]提供一种六氟磷酸钾的制备方法，用于解决目前制备六氟磷酸 钾时存在生产工艺复杂、生产成本和能耗较高的问题。具体步骤如下：

(1)将68.6g氟化钾加入到130g无水氟化氢中，然后加热至75℃至氟化钾溶解，得到氟化钾的无水氟化氢溶液。

(2)将步骤(1)所得氟化钾的无水氟化氢溶液和100g多聚磷酸(H6P4O13 )同时通入平推流反应器中进行反应，控制反应的温度为75℃，反应的时间为20min，反应后得到反应浆料，反应浆料中六氟磷酸钾的质量浓度不低于60％。

(3)将反应浆料和适量水通入密闭搅拌反应釜中对反应浆料进行稀释，过程中控制水溶液的进入量使稀释后的反应浆料中的六氟磷酸钾的质量浓度为50％，然后将稀释后的反应浆料继续在30℃和60转/分的搅拌速度下混合2h，混合结束后，将混合后的体系降至 0℃进行降温结晶，然后进行过滤，再对过滤所得固体用10℃水进行洗涤(洗涤所用水的质量等于过滤所得固体质量)，最后对洗涤后的固体进行干燥，得到203.5g六氟磷酸钾产品， 收率为93.5％，纯度为99.61％。过滤得到的液体为六氟磷酸钾母液，一部分六氟磷酸钾母液用于稀释反应浆料，一部分六氟磷酸钾母液用于制备氯化钾。制备氯化钾的方法包括以下步骤：首先将洗涤后的洗液与用于制备氯化钾的六氟磷酸钾母液混合均匀，得到混合液，再使用氢氧化钾将混合液的pH调整为7，然后将调整pH后的混合液在温度为80℃和压力为‑0.09MPa的条件下进行浓缩，浓缩后得到氟化钾的质量分数为50％的溶液，然后将浓缩后的氟化钾溶液进行过滤(过滤所得固体为六氟磷酸钾)，再将过滤所得液体进行喷雾干燥，得到氟化钾，氟化钾可以作为原料继续参与反应。

该方法由于氟化钾的无水氟化氢溶液与多聚磷酸在 55～75℃下均为液体，可以更好地进行混合，从而有助于提高反应速率和转化率，且避免出现产物裹杂现象，有利于提高产品纯度。同时反应物中没有水，可以保证反应物有较高的浓度，从而进一步提高反应速率，并且可避免副反应发生。采用水或水溶液将反应浆料稀释至质量浓度为40～50％，然后使体系在30～60℃下继续混合，可以避免由于料浆中水分过少而导致料浆中六氟磷酸钾以及杂质的浓度过高，进而造成它与杂质一同结晶而降低制备的六氟磷酸钾的纯度和粒度。制备方法的收率大于95％。由于水溶液中的溶质选自固液分离所得液相中的溶质，可以避免引入其他杂质， 进而保证制得的六氟磷酸钾有较高的纯度。

储存

六氟磷酸钾是一种具有特殊化学性质的化合物，对于其储存条件有着严格的要求。首先，为了防止气体泄漏和与空气中的水分发生反应，应该存放在密封严实的容器中。常见的存储容器包括玻璃瓶、塑料瓶或不锈钢容器，这些容器应具有良好的耐酸性和耐腐蚀性，以防止对容器产生腐蚀。

其次，存储环境温度应保持在室温下，避免高温和低温环境。高温环境可能导致六氟磷酸钾分解产生有毒气体，低温环境则可能导致其结晶，增加了操作的困难性。因此，存储应选择一个温度稳定的地方，避免受到外界温度的影响。

此外，储存地点应选择阴凉、通风、干燥的环境，以防雨淋和日光爆晒。这是因为它在阳光和雨水的长期作用下可能会发生化学反应，影响其稳定性和使用效果。

综上所述，六氟磷酸钾的储存需要严格控制容器、温度和环境条件，以保证其化学性质稳定和安全使用。

参考文献

[1]杨华春,李云峰,韩建军等. 一种六氟磷酸钾的制备方法[P]. 河南省：CN114590823B,2023-11-17.