六氟磷酸的合成与应用

简述

六氟磷酸，又名六氟合磷氢酸，是一种化学式为HPF₆，分子量为145.972无机化合物，性状一般为无色至微黄色液体。需要注意的是，一般无法制得六氟磷酸的纯药品，通常以水溶液的形式存在，如60%的水溶液主要以六氟磷酸根离子存在，而70%的水溶液则是以水解产物和六氟磷酸根离子的形式存在。

合成工艺

以氟化氢为氟化剂可制备六氟磷酸，研究了不同磷源、氟化剂用量、反应温度、反应时间对产品纯度及收率的影响。结果表明：多聚磷酸作为磷酸，氟化氢过量30%，反应温度5℃，反应时间2 h条件下，合成的六氟磷酸纯度99.6%，收率96.2%，产品质量稳定，工艺可行[1]。

热解研究

六氟磷酸热解可以制备五氟化磷，实验研究了除水剂、除水剂用量、热解温度、热解时间对热解效果的影响。研究结果表明：发烟硫酸(20%)作为除水剂，除水剂过量10%，热解温度140℃，热解时间2 h条件下，六氟磷酸热解率91.3%。实验可操作性强，重复性好，适合于工业化生产[2]。

应用

六氟磷酸的应用广泛，除了用于有机合成，还可用作金属去污剂、化学上光剂、催化剂等。

有机合成

文献报道了一种以聚苯胺和六氟磷酸为原料制备的六氟磷酸/聚苯胺(HPF6/PANI)催化剂，进而研究了该催化剂在邻苯二胺与酮环化缩合反应合成1,5-苯并二氮杂化合物中的催化活性，考察了催化剂用量、温度、溶剂对反应的影响及催化剂的重复使用性。结果表明，该催化剂具有较高的催化活性及较好的重复使用性[3]。

材料化学

含氟羟磷灰石薄膜在生物、抗菌和发光材料方面有着重要的应用前景。采用Ca(NO₃)₂和P₂O₅的乙醇溶液为先驱体，六氟磷酸(HPF₆)作为氟引入剂，三者形成混合物，保持Ca与P的摩尔比为1.67，经回流后作为涂膜液。通过浸渍涂膜法和60℃热处理，在玻璃和钛合金基板上形成氟含量不同的含氟磷灰石薄膜。采用XRD，XPS，SEM，FTIR，紫外 -可见光谱方法对薄膜进行了表征。实验结果显示，HPF₆是一种非常有效的氟引入剂，不仅能改变薄膜中的氟含量，适量加入时还可以明显改善薄膜的微观均匀性[4]。

参考文献

[1]徐州,崔艺馨,段宾,等.六氟磷酸的合成工艺研究[J].河南化工,2024,41(03):5-6+16.DOI:10.14173/j.cnki.hnhg.2024.03.008.

[2]段宾,耿梦湍,辛婉婉,等.六氟磷酸的热解工艺研究[J].河南化工,2023,40(11):35-37.DOI:10.14173/j.cnki.hnhg.2023.11.001.

[3]陈文艳,康玉茹,陈文娟,等.六氟磷酸/聚苯胺催化合成1,5-苯并二氮杂类化合物[J].分子催化,2010,24(03):262-267.DOI:10.16084/j.cnki.issn1001-3555.2010.03.009.

[4]曲海波,翁文剑,韩高荣,等.六氟磷酸对含氟羟基磷灰石薄膜形成的影响[J].硅酸盐学报,2003,(02):194-198+204.