JP2014234318A - Method of producing alkali metal sulfide - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アルカリ金属硫化物の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing an alkali metal sulfide.
硫化リチウム等のアルカリ金属硫化物は、近年、リチウムイオン電池等で使用される固体電解質の原料として注目されている。また、固体電解質を製造するに当たり、従来の溶融法やメカニカルミリング法に加え、炭化水素系有機溶媒中での撹拌によっても、固体電解質を合成できることが提案されている。この合成法では、比表面積が１．０ｍ２／ｇに満たない硫化リチウムを原料とした場合、合成時間が非常に長くなる上、未反応硫化リチウムが残留する等の問題があった。 In recent years, alkali metal sulfides such as lithium sulfide have attracted attention as raw materials for solid electrolytes used in lithium ion batteries and the like. In addition, in producing a solid electrolyte, it has been proposed that the solid electrolyte can be synthesized by stirring in a hydrocarbon-based organic solvent in addition to the conventional melting method and mechanical milling method. In this synthesis method, when lithium sulfide having a specific surface area of less than 1.0 m 2 / g is used as a raw material, the synthesis time becomes very long and unreacted lithium sulfide remains.
この問題に対し、本出願人は水酸化リチウムと炭化水素系有機溶媒からなるスラリー中に、硫化水素ガスを吹き込み、水酸化リチウムと硫化水素を反応させる硫化リチウムの製造方法を開示している（特許文献１参照）。本製造方法では、比表面積の大きい硫化リチウムを効率よく製造できる。 In response to this problem, the present applicant has disclosed a method for producing lithium sulfide, in which hydrogen sulfide gas is blown into a slurry composed of lithium hydroxide and a hydrocarbon-based organic solvent to react lithium hydroxide and hydrogen sulfide ( Patent Document 1). In this production method, lithium sulfide having a large specific surface area can be produced efficiently.
しかしながら、例えば原料を工業的に入手可能な水酸化リチウム水和物とすると、純品である水酸化リチウム無水物を原料とした場合と比べて、不純物濃度が高くなることが判明した。そのため、生成物である硫化リチウムの純度をより確実に向上させる必要があった。
本発明の目的は、最終製品であるアルカリ金属硫化物の純度を向上できる製造方法を提供することである。
However, it has been found that, for example, when the raw material is an industrially available lithium hydroxide hydrate, the impurity concentration is higher than when pure lithium hydroxide anhydride is used as the raw material. Therefore, it is necessary to improve the purity of the product lithium sulfide more reliably.
The objective of this invention is providing the manufacturing method which can improve the purity of the alkali metal sulfide which is a final product.
本発明によれば、以下のアルカリ金属硫化物の製造方法等が提供される。
１．炭化水素系溶媒とアルコール系溶媒とを含有する混合溶媒中にて、水酸化アルカリ金属と硫化水素を反応させる工程を含み、
前記アルコール系溶媒が、水と共沸する性質を備え、かつ、前記共沸の共沸点が１００℃以下である、アルカリ金属硫化物の製造方法。
２．前記炭化水素系溶媒が芳香族炭化水素系溶媒である、１に記載のアルカリ金属硫化物の製造方法。
３．前記芳香族炭化水素系溶媒が下記式（１）で表される、２に記載のアルカリ金属硫化物の製造方法。
Ｐｈ−Ｒ１ （１）
（式中、Ｐｈは芳香族炭化水素基であり、Ｒ１は直鎖状炭化水素基又は分岐状炭化水素基である。）
４．前記芳香族炭化水素基がトルエンである、２又は３に記載のアルカリ金属硫化物の製造方法。
５．前記アルコール系溶媒が１価のアルコールである、１〜４のいずれかに記載のアルカリ金属硫化物の製造方法。
６．前記アルコール系溶媒が下記式（２）で表される、１〜５のいずれかに記載のアルカリ金属硫化物の製造方法。
Ｒ２−ＯＨ （２）
（式中、Ｒ２は直鎖状炭化水素基又は分岐状炭化水素基である。）
７．前記アルコール系溶媒がエタノールである、１〜６のいずれかに記載のアルカリ金属硫化物の製造方法。
８．前記水酸化アルカリ金属が水酸化リチウムであり、前記アルカリ金属硫化物が硫化リチウムである、１〜７のいずれかに記載のアルカリ金属硫化物の製造方法。
９．前記反応時の温度を前記共沸点以上とする、１〜８のいずれかに記載のアルカリ金属硫化物の製造方法。
１０．前記反応時の前記炭化水素系溶媒とアルコール系溶媒の重量比（炭化水素系溶媒／アルコール系溶媒）を１００：０．１〜１００：１００とする、１〜９のいずれかに記載のアルカリ金属硫化物の製造方法。
１１．前記硫化水素に前記アルコール系溶媒を含有させた状態で反応器に供給する、１〜１０のいずれかに記載のアルカリ金属硫化物の製造方法。
１２．前記硫化水素を前記アルコール系溶媒に接触させることにより、前記状態とする、１１に記載のアルカリ金属硫化物の製造方法。
According to the present invention, the following method for producing an alkali metal sulfide is provided.
1. Including a step of reacting an alkali metal hydroxide and hydrogen sulfide in a mixed solvent containing a hydrocarbon solvent and an alcohol solvent,
The method for producing an alkali metal sulfide, wherein the alcohol solvent has a property of azeotropic with water, and the azeotropic point of the azeotrope is 100 ° C or lower.
2. 2. The method for producing an alkali metal sulfide according to 1, wherein the hydrocarbon solvent is an aromatic hydrocarbon solvent.
3. 3. The method for producing an alkali metal sulfide according to 2, wherein the aromatic hydrocarbon solvent is represented by the following formula (1).
Ph-R 1 (1)
(In the formula, Ph is an aromatic hydrocarbon group, and R 1 is a linear hydrocarbon group or a branched hydrocarbon group.)
4). 4. The method for producing an alkali metal sulfide according to 2 or 3, wherein the aromatic hydrocarbon group is toluene.
5. The method for producing an alkali metal sulfide according to any one of 1 to 4, wherein the alcohol solvent is a monovalent alcohol.
6). The method for producing an alkali metal sulfide according to any one of 1 to 5, wherein the alcohol solvent is represented by the following formula (2).
R 2 —OH (2)
(In the formula, R 2 is a linear hydrocarbon group or a branched hydrocarbon group.)
7). The method for producing an alkali metal sulfide according to any one of 1 to 6, wherein the alcohol solvent is ethanol.
8). The method for producing an alkali metal sulfide according to any one of 1 to 7, wherein the alkali metal hydroxide is lithium hydroxide and the alkali metal sulfide is lithium sulfide.
9. The method for producing an alkali metal sulfide according to any one of 1 to 8, wherein the temperature during the reaction is set to the azeotropic point or higher.
10. The alkali metal according to any one of 1 to 9, wherein a weight ratio of the hydrocarbon solvent to the alcohol solvent (hydrocarbon solvent / alcohol solvent) during the reaction is 100: 0.1 to 100: 100. A method for producing sulfides.
11. The method for producing an alkali metal sulfide according to any one of 1 to 10, which is supplied to a reactor in a state where the alcohol solvent is contained in the hydrogen sulfide.
12 12. The method for producing an alkali metal sulfide according to 11, wherein the hydrogen sulfide is brought into the state by bringing the hydrogen sulfide into contact with the alcohol solvent.
本発明によれば、アルカリ金属硫化物の純度を向上させることができる製造方法を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method which can improve the purity of an alkali metal sulfide can be provided.
本発明のアルカリ金属硫化物の製造方法は、炭化水素系溶媒とアルコール系溶媒とを含有する混合溶媒中にて、水酸化アルカリ金属と硫化水素を反応させる工程を有する。そして、アルコール系溶媒として、水と共沸する性質を有し、かつ、その共沸点が１００℃以下であるものを使用することを特徴とする。このようなアルコール系溶媒を炭化水素系溶媒と組み合わせて使用することにより、水酸化アルカリ金属と硫化水素の反応時に生成する水を、反応系から容易に除去することが可能になる。その結果、目的物であるアルカリ金属硫化物の純度を向上できる。また、反応器の壁面に生じる付着物の発生を抑制できる。 The method for producing an alkali metal sulfide of the present invention includes a step of reacting an alkali metal hydroxide and hydrogen sulfide in a mixed solvent containing a hydrocarbon solvent and an alcohol solvent. And it uses the thing which has the property to azeotrope with water as an alcohol solvent, and the azeotropic point is 100 degrees C or less. By using such an alcohol solvent in combination with a hydrocarbon solvent, it is possible to easily remove water generated during the reaction between the alkali metal hydroxide and hydrogen sulfide from the reaction system. As a result, the purity of the target alkali metal sulfide can be improved. Moreover, generation | occurrence | production of the deposit | attachment produced on the wall surface of a reactor can be suppressed.
本発明において、炭化水素系溶媒とは、炭素原子と水素原子のみから構成された溶媒である。炭化水素系溶媒としては、例えば鎖状炭化水素系溶媒、環状炭化水素系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒が挙げられる。炭化水素系溶媒は芳香族炭化水素系溶媒が好ましく、特に、下記式（１）で表されるものが好ましい。
Ｐｈ−Ｒ１ （１）
（式中、Ｐｈは芳香族炭化水素基であり、Ｒ１は直鎖状炭化水素基又は分岐状炭化水素基である。）
In the present invention, the hydrocarbon solvent is a solvent composed of only carbon atoms and hydrogen atoms. Examples of the hydrocarbon solvent include a chain hydrocarbon solvent, a cyclic hydrocarbon solvent, and an aromatic hydrocarbon solvent. The hydrocarbon solvent is preferably an aromatic hydrocarbon solvent, particularly preferably the one represented by the following formula (1).
Ph-R 1 (1)
(In the formula, Ph is an aromatic hydrocarbon group, and R 1 is a linear hydrocarbon group or a branched hydrocarbon group.)
Ｐｈが示す芳香族炭化水素基としては、置換又は無置換の環形成炭素数が６〜３０である芳香族炭化水素基が挙げられる。具体的には、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基等が挙げられる。置換基としては、Ｒ１と同様な直鎖状炭化水素基又は分岐状炭化水素基等が挙げられ、本発明の効果が得られるものであれば、特に限定はない。
Ｒ１が示す直鎖状炭化水素基又は分岐状炭化水素基としては、炭素数が１〜８の直鎖状又は分岐状炭化水素基が好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基等が挙げられる。
本発明では、炭化水素系溶媒はトルエンが好ましい。
Examples of the aromatic hydrocarbon group represented by Ph include substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon groups having 6 to 30 ring carbon atoms. Specifically, a phenyl group, a naphthyl group, an anthracenyl group, etc. are mentioned. Examples of the substituent include a linear hydrocarbon group or a branched hydrocarbon group similar to R 1, and are not particularly limited as long as the effects of the present invention can be obtained.
The linear hydrocarbon group or branched hydrocarbon group represented by R 1 is preferably a linear or branched hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms. Specific examples include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, and a tert-butyl group.
In the present invention, the hydrocarbon solvent is preferably toluene.
本発明において、アルコール系溶媒（以下、単に「アルコール」と表記することもある）とは、アルコール性水酸基を少なくとも１つ有する溶媒である。アルコール系溶媒としては、１価のアルコールが好ましく、特に、下記式（２）で表されるものが好ましい。
Ｒ２−ＯＨ （２）
（式中、Ｒ２は直鎖状炭化水素基又は分岐状炭化水素基である。）
In the present invention, an alcohol solvent (hereinafter sometimes simply referred to as “alcohol”) is a solvent having at least one alcoholic hydroxyl group. As the alcohol solvent, monohydric alcohols are preferable, and those represented by the following formula (2) are particularly preferable.
R 2 —OH (2)
(In the formula, R 2 is a linear hydrocarbon group or a branched hydrocarbon group.)
Ｒ２が示す直鎖状炭化水素基又は分岐状炭化水素基としては、炭素数が２〜８の直鎖状又は分岐状炭化水素基が好ましい。具体的には、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基等が挙げられる。
本発明では、アルコール系溶媒がエタノールであることが好ましい。
The linear hydrocarbon group or branched hydrocarbon group represented by R 2 is preferably a linear or branched hydrocarbon group having 2 to 8 carbon atoms. Specific examples include an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, and an n-butyl group.
In the present invention, the alcohol solvent is preferably ethanol.
アルカリ金属硫化物の原料となる水酸化アルカリ金属としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カリウム等が挙げられる。なかでも、水酸化リチウムが好ましい。本発明のアルカリ金属硫化物の製造方法は、特に、硫化リチウムの製造方法に適している。尚、水酸化アルカリ金属は水和物でも、無水物でもよい。本発明では、水酸化アルカリ金属水和物を使用しても高純度なアルカリ金属硫化物が得られる。 Examples of the alkali metal hydroxide used as the raw material for the alkali metal sulfide include lithium hydroxide, sodium hydroxide, magnesium hydroxide, and potassium hydroxide. Of these, lithium hydroxide is preferable. The method for producing an alkali metal sulfide of the present invention is particularly suitable for a method for producing lithium sulfide. The alkali metal hydroxide may be a hydrate or an anhydride. In the present invention, high-purity alkali metal sulfide can be obtained even when alkali metal hydroxide is used.
本発明の製造方法では、上述した炭化水素系溶媒とアルコール系溶媒とを含有する混合溶媒中にて、水酸化アルカリ金属と硫化水素を反応させる。以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明する。
図１は、本発明の一実施形態であるアルカリ金属硫化物の製造方法の工程図である。
本実施形態では、ボンベ等の硫化水素源１０から気体の硫化水素をアルコール充填槽１１に吹き込む（バブリング）。その後、アルコールを含んだ硫化水素を、撹拌翼を備えた反応槽１２に導入する。
硫化水素の供給量は、例えば、バルブ等により調整する。硫化水素をアルコール充填槽１１に吹き込むことにより、微量のアルコールを含んだ硫化水素ガスが反応槽１２に供給される。硫化水素の供給温度は、使用するアルコールや圧力にもよるが、例えば、０℃〜８０℃が好ましく、特に、５℃〜４０℃が好ましい。この温度範囲であれば、アルコールが適度に反応槽に供給される。
In the production method of the present invention, an alkali metal hydroxide and hydrogen sulfide are reacted in a mixed solvent containing the above hydrocarbon solvent and alcohol solvent. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a process diagram of an alkali metal sulfide production method according to an embodiment of the present invention.
In this embodiment, gaseous hydrogen sulfide is blown into the alcohol filling tank 11 from a hydrogen sulfide source 10 such as a cylinder (bubbling). Thereafter, hydrogen sulfide containing alcohol is introduced into the reaction vessel 12 equipped with a stirring blade.
The supply amount of hydrogen sulfide is adjusted by, for example, a valve. By blowing hydrogen sulfide into the alcohol filling tank 11, hydrogen sulfide gas containing a small amount of alcohol is supplied to the reaction tank 12. The supply temperature of hydrogen sulfide depends on the alcohol and pressure used, but is preferably 0 ° C. to 80 ° C., and particularly preferably 5 ° C. to 40 ° C. If it is this temperature range, alcohol will be supplied to a reaction tank moderately.
反応槽１２には予め、水酸化アルカリ金属及び炭化水素系溶媒が仕込まれており、撹拌され、スラリー状としてある。そこに硫化水素を供給することにより、水酸化アルカリ金属と硫化水素が反応し、アルカリ金属硫化物となる。その際に副生される水は、アルコールや炭化水素系溶媒とともに、反応槽外に取り出される。本発明では、溶媒に上述したアルコールを含有させることにより、水の揮発を促進することができる。 The reaction tank 12 is previously charged with an alkali metal hydroxide and a hydrocarbon solvent, and is stirred to form a slurry. By supplying hydrogen sulfide there, the alkali metal hydroxide and hydrogen sulfide react to form an alkali metal sulfide. Water produced as a by-product at that time is taken out of the reaction tank together with the alcohol and the hydrocarbon solvent. In this invention, volatilization of water can be accelerated | stimulated by making the solvent contain the alcohol mentioned above.
炭化水素系溶媒に対する水酸化アルカリ金属の仕込み量は、特に制限はなく、取り扱いや移送を考慮して適切な濃度とすればよい。例えば、スラリーにおける水酸化アルカリ金属の量は３０重量％以下であることが望ましい。 There is no restriction | limiting in particular in the preparation amount of the alkali metal hydroxide with respect to a hydrocarbon type solvent, What is necessary is just to make it an appropriate density | concentration in consideration of handling and a transfer. For example, the amount of alkali metal hydroxide in the slurry is desirably 30% by weight or less.
使用する硫化水素にも特に制限はないが、高純度のアルカリ金属硫化物を得ることができることから、二酸化炭素やアンモニアガス等の不純物含有量の少ない硫化水素を使用することが好ましい。
硫化水素の吹き込み速度は、反応系の規模や反応条件等により適宜調整すればよい。
Although there is no restriction | limiting in particular also in the hydrogen sulfide to be used, Since a highly purified alkali metal sulfide can be obtained, it is preferable to use hydrogen sulfide with few impurity contents, such as a carbon dioxide and ammonia gas.
The blowing speed of hydrogen sulfide may be appropriately adjusted depending on the scale of the reaction system, reaction conditions, and the like.
反応時の圧力は、常圧であっても加圧であってもいずれでもかまわない。加圧することにより反応速度を大きくすることができ、使用する硫化水素量を低減することができる。加圧する場合の圧力は０．２〜３．０ＭＰａが好ましい。 The pressure during the reaction may be normal pressure or increased pressure. By applying pressure, the reaction rate can be increased and the amount of hydrogen sulfide used can be reduced. The pressure for pressurization is preferably 0.2 to 3.0 MPa.
反応時の温度は、用いる炭化水素系溶媒の沸点と硫化水素の溶解度、反応時の圧力により異なるが、例えば、７０℃〜３００℃が好ましく、また、水とアルコールの共沸点以上とすることが好ましい。加熱下で反応させることにより、反応により生じた水をスラリー内から除去することができる。
尚、水は反応系から蒸発した共沸ガスをコンデンサ等で凝縮することで系外に除去できる。この際、アルコールや炭化水素系溶媒も除去されるが、除去された量を反応系に新たに追加してもよい。これにより、スラリー濃度等を調整できる。
The temperature at the time of reaction varies depending on the boiling point of the hydrocarbon solvent used, the solubility of hydrogen sulfide, and the pressure at the time of reaction, but is preferably, for example, 70 ° C. to 300 ° C. preferable. By reacting under heating, water generated by the reaction can be removed from the slurry.
Water can be removed from the system by condensing the azeotropic gas evaporated from the reaction system with a condenser or the like. At this time, alcohol and hydrocarbon solvent are also removed, but the removed amount may be newly added to the reaction system. Thereby, slurry concentration etc. can be adjusted.
反応が進行し、反応系から原料である水酸化アルカリ金属が消失すると、水の発生が止まる。本願において、系内の水分が実質的に無くなった後とは、反応系から蒸発する水分が観測されなくなった状態を意味する。水の発生が止まった後、硫化水素の吹き込みを止め、不活性ガスを吹き込むことが好ましい。この不活性ガスの吹き込みにより系内の残留する硫化水素を取り除くことも可能である。 When the reaction proceeds and the alkali metal hydroxide as the raw material disappears from the reaction system, the generation of water stops. In the present application, “after the water in the system has substantially disappeared” means a state in which the water evaporated from the reaction system is no longer observed. After the generation of water stops, it is preferable to stop blowing hydrogen sulfide and blow inert gas. Residual hydrogen sulfide in the system can be removed by blowing the inert gas.
脱硫化水素後、スラリーの固体成分と有機溶媒を分離し、乾燥することにより、硫化リチウムを回収できる。尚、スラリーの状態で固体電解質の製造工程に使用してもよい。 After desulfurization, lithium sulfide can be recovered by separating and drying the solid component of the slurry and the organic solvent. In addition, you may use for the manufacturing process of a solid electrolyte in the state of a slurry.
反応槽における炭化水素系溶媒とアルコール系溶媒の重量比（炭化水素系溶媒：アルコール系溶媒）は１００：０．１〜１００：１００とする。好ましくは１００：０．２〜１００：１００、さらに好ましくは１００：０．５〜１００：１００である。これにより、含水品の水が抜けやすくなり、また、表面積が大きくなって反応性が高くなる。 The weight ratio of the hydrocarbon solvent to the alcohol solvent in the reaction tank (hydrocarbon solvent: alcohol solvent) is 100: 0.1 to 100: 100. Preferably it is 100: 0.2-100: 100, More preferably, it is 100: 0.5-100: 100. As a result, the water of the water-containing product can be easily removed, and the surface area is increased to increase the reactivity.
尚、本実施形態では、反応槽へのアルコールの導入を硫化水素のバブリングにて実施したが、これに限らない。例えば、硫化水素とは別に、スプレーノズル等を利用してアルコールを反応槽に直接導入してもよい。この場合、反応槽の気相領域にも撹拌翼等の撹拌手段を使用することが好ましい。
本発明では、硫化水素にアルコール系溶媒を含有させた状態で反応器に供給することが好ましい。例えば、硫化水素をアルコール系溶媒に接触させることにより、前記状態とすることができる。
In this embodiment, the alcohol is introduced into the reaction vessel by bubbling hydrogen sulfide. However, the present invention is not limited to this. For example, apart from hydrogen sulfide, alcohol may be directly introduced into the reaction tank using a spray nozzle or the like. In this case, it is preferable to use a stirring means such as a stirring blade also in the gas phase region of the reaction vessel.
In the present invention, it is preferable to supply the reactor with hydrogen sulfide containing an alcohol solvent. For example, the above state can be obtained by bringing hydrogen sulfide into contact with an alcohol solvent.
実施例１
窒素気流下で炭化水素系溶媒としてトルエン２７０ｇを６００ｍｌのセパラブルフラスコに加え、水酸化リチウム水和物（本荘ケミカル社）４０ｇを投入し、フルゾーン撹拌翼にて３００ｒｐｍの速度で撹拌しながら、９５℃に保持した。スラリー中に硫化水素をエタノール充填槽でバブリングし３００ｍｌ／分の供給速度で吹き込みながら１０４℃まで昇温した。セパラブルフラスコからは、水、エタノール、及びトルエンのガスが連続的に排出された。このガスを、系外のコンデンサで凝縮させることにより脱水した。この間、留出するトルエンと同量のトルエンを連続的に供給し、反応液レベルを一定に保持した。また、バブリング開始からバブリング終了までの間、エタノール充填槽のエタノールの減少量は、２．７ｇであった。
Example 1
Under a nitrogen stream, 270 g of toluene as a hydrocarbon solvent was added to a 600 ml separable flask, and 40 g of lithium hydroxide hydrate (Honjo Chemical Co., Ltd.) was added. Held at 0C. Hydrogen sulfide was bubbled into the slurry in an ethanol filling tank, and the temperature was raised to 104 ° C. while blowing at a supply rate of 300 ml / min. From the separable flask, water, ethanol, and toluene gases were continuously discharged. This gas was dehydrated by condensing with a condenser outside the system. During this time, the same amount of toluene as the distilled toluene was continuously supplied to keep the reaction liquid level constant. Further, the amount of ethanol decrease in the ethanol filling tank from the start of bubbling to the end of bubbling was 2.7 g.
凝縮液中の水分量は徐々に減少し、硫化水素導入後６時間で水の留出は認められなくなった（水分量は総量で２２ｍｌであった）。尚、反応の間は、トルエン中に固体が分散して撹拌された状態であり、トルエンから分層した水分は無かった。この後、硫化水素を窒素に切り替え３００ｍｌ／分で１時間流通した。固形分をろ過・乾燥して白色粉末である硫化リチウムを得た。 The amount of water in the condensate gradually decreased, and no distillation of water was observed 6 hours after the introduction of hydrogen sulfide (the total amount of water was 22 ml). During the reaction, the solid was dispersed and stirred in toluene, and there was no moisture separated from toluene. Thereafter, the hydrogen sulfide was switched to nitrogen and circulated at 300 ml / min for 1 hour. The solid content was filtered and dried to obtain white powder of lithium sulfide.
得られた粉末を塩酸滴定及び硝酸銀滴定で分析したところ、硫化リチウムの純度は９８．０％、水酸化リチウム量０．３％であった。また実験後、反応槽（セパラブルフラスコ）壁面に付着物は確認されなかった。 When the obtained powder was analyzed by hydrochloric acid titration and silver nitrate titration, the purity of lithium sulfide was 98.0% and the amount of lithium hydroxide was 0.3%. Moreover, the deposit | attachment was not confirmed by the reaction tank (separable flask) wall surface after experiment.
比較例１
エタノール充填槽でのバブリングを行わずに、硫化水素を供給した他は、実施例１と同様にして硫化リチウムを合成した。得られた粉末を塩酸滴定及び硝酸銀滴定で分析したところ、硫化リチウムの純度は９５．０％、水酸化リチウム量２．８％であった。また実験後、反応槽壁面に約２０ｍｇの付着物が確認された。
Comparative Example 1
Lithium sulfide was synthesized in the same manner as in Example 1 except that hydrogen sulfide was supplied without bubbling in the ethanol filling tank. When the obtained powder was analyzed by hydrochloric acid titration and silver nitrate titration, the purity of lithium sulfide was 95.0% and the amount of lithium hydroxide was 2.8%. Moreover, about 20 mg of deposits were confirmed on the reaction vessel wall after the experiment.
本発明の製造方法で得られるアルカリ金属硫化物は、純度が高い。そのため、固体電解質の原料等として好適である。 The alkali metal sulfide obtained by the production method of the present invention has high purity. Therefore, it is suitable as a raw material for a solid electrolyte.
１０ 硫化水素源
１１ アルコール充填槽
１２ 反応槽
10 Hydrogen sulfide source 11 Alcohol filling tank 12 Reaction tank
Claims (12)
前記アルコール系溶媒が、水と共沸する性質を備え、かつ、前記共沸の共沸点が１００℃以下である、アルカリ金属硫化物の製造方法。 Including a step of reacting an alkali metal hydroxide and hydrogen sulfide in a mixed solvent containing a hydrocarbon solvent and an alcohol solvent,
The method for producing an alkali metal sulfide, wherein the alcohol solvent has a property of azeotropically with water, and the azeotropic point of the azeotrope is 100 ° C. or lower.
Ｐｈ−Ｒ１ （１）
（式中、Ｐｈは芳香族炭化水素基であり、Ｒ１は直鎖状炭化水素基又は分岐状炭化水素基である。） The method for producing an alkali metal sulfide according to claim 2, wherein the aromatic hydrocarbon solvent is represented by the following formula (1).
Ph-R 1 (1)
(In the formula, Ph is an aromatic hydrocarbon group, and R 1 is a linear hydrocarbon group or a branched hydrocarbon group.)
Ｒ２−ＯＨ （２）
（式中、Ｒ２は直鎖状炭化水素基又は分岐状炭化水素基である。） The method for producing an alkali metal sulfide according to any one of claims 1 to 5, wherein the alcohol solvent is represented by the following formula (2).
R 2 —OH (2)
(In the formula, R 2 is a linear hydrocarbon group or a branched hydrocarbon group.)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114471430A (en) * | 2022-02-07 | 2022-05-13 | 天津大学 | Device for continuously producing alkali metal sulfide and synthesis method thereof |
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2013
- 2013-05-31 JP JP2013114954A patent/JP2014234318A/en active Pending
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| CN114471430A (en) * | 2022-02-07 | 2022-05-13 | 天津大学 | Device for continuously producing alkali metal sulfide and synthesis method thereof |
| CN114471430B (en) * | 2022-02-07 | 2024-01-02 | 天津大学 | Device for continuously producing alkali metal sulfide and synthesis method thereof |
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