[发明专利]磺酸铁及其醇溶液的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及磺酸铁以及其醇溶液的制备方法，尤其涉及作为制备导电性高分子的氧化剂用途的磺酸铁及其醇溶液的制备方法。

背景技术

磺酸铁是一种有机铁盐，在醇中有良好的溶解性，同时，由于氧化电位比较适中，与3，4-乙撑二氧噻吩（EDOT）聚合后其聚合膜具有优良的导电性以及非常好的高温稳定性。此种聚合物广泛用于有机半导体，固体电解电容器，抗静电涂层等领域。

中国专利（申请号：CN200610156892.X）介绍了一种以三氯化铁和对甲基苯磺酸为原料的合成方法。本方法使用三氯化铁为原料,氯离子较难除干净。除氯离子过程中,使用硝酸银,价格昂贵，过程中形成的氯化银颗粒非常细小,过滤困难。同时工艺过程生成的氯化氢和溶剂乙醇会生成一氯乙烷，沸点低、不易回收、有毒易燃、对环境不友好。过程中引入硝酸银，其硝酸根无法除去，将会与EDOT和PEDOT发生反应，造成电容器漏电流偏大和阻抗偏高。

中国专利（200910163366.X）介绍了一种以氢氧化铁为铁源与对甲基苯磺酸反应的合成方法,但是氢氧化铁颗粒极细，会吸附大量杂质离子和溶剂分子，需要洗涤多次才能去除，会产大量废水。氢氧化铁与对甲基苯磺酸反应时受氢氧化铁活性影响很大，新制的氢氧化铁易反应，陈放后或在高温条件下制得的氢氧化铁难反应，或需与过量的酸在高温下反应。根据该专利描述得到的粗品对甲基苯磺酸铁后，需用乙醚对粗品进行洗涤。乙醚沸点很低，挥发性高，易燃易爆,危险性大，同时造成大量的三废难以处理，对环境很不友好。

中国专利（201010531474.0）介绍了一种以硝酸铁和对甲基苯磺酸为原料的合成方法，以硝酸铁和对甲基苯磺酸反应，得到对甲基苯磺酸铁，同时产生硝酸，硝酸用水合肼去除。用水合肼去除硝酸根，难以彻底去除，水合肼价格高，有毒，易分解，危险性大，残余水合肼造成较大环境问题。残余硝酸根会对EDOT和PEDOT造成较大问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种三废排放少，生产工艺便捷，成本低廉的磺酸铁以及其醇溶液的制备方法。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种磺酸铁的制备方法，包括以下步骤：

在溶液中将含有磺酸根离子与碱土金属离子的物质同硫酸铁混合反应，产生碱土金属硫酸盐沉淀，所述碱土金属离子选自钡离子或锶离子中的至少一种；

将反应后的碱土金属硫酸盐沉淀与溶液分离，得到含有磺酸铁的溶液。

优选地，所述磺酸铁为芳香族磺酸铁。

优选地，含有磺酸根离子与碱土金属离子的物质同硫酸铁混合反应的溶剂环境为水或有机溶剂。

优选地，所述有机溶剂选自甲醇，乙醇，丙醇，丁醇中的一种或多种。

优选地，磺酸根离子中磺酸基的数量为1个或2个，其中的芳香环为苯环或具有1个或2个取代基的苯环，所述取代基选自烃基或烃氧基，全部取代基的碳原子数之和不大于15。

例如，当磺酸基的数目为1个时，所述磺酸根离子的结构表示如下：

（式1）或（式2），

其中取代基R1、R2为间位、邻位或对位分布，R1与R2为氢、烃基或烃氧基，R1与R2的碳原子数之和不大于15。

当磺酸基的数目为2个时，其中2个磺酸基可以为邻位、间位或对位分布，其中磺酸根离子中取代基的分布结构类似式1或式2。

优选地，所述含有磺酸根离子与碱土金属离子的物质为磺酸钡或磺酸锶。

优选地，所述含有磺酸根离子与碱土金属离子的物质包括碱土金属的氢氧化物或碳酸盐与磺酸。

优选地，在在水溶液中将含有磺酸根离子与碱土金属离子的物质同硫酸铁混合反应时，硫酸根与碱土金属离子的比例为1：0.9～1.1。在这个比例范围内，易将反应体系中的硫酸盐除至技术要求的合理范围。

更优选地，在在水溶液中将含有磺酸根离子与碱土金属离子的物质同硫酸铁混合反应时，硫酸根与碱土金属离子的比例为1：0.97～1.0。在这个比例范围内，反应体系中的硫酸盐可以较为彻底清除，达到更高的产品要求。

优选地，在溶液中将含有磺酸根离子与碱土金属离子的物质同硫酸铁混合反应时，反应温度控制在50℃以下。如果反应时温度高于这个温度，铁盐将会有部份水解。

优选地，所述含有磺酸根离子与碱土金属离子的物质同硫酸铁混合反应的溶剂环境为水，并且制备方法还包括下列步骤：

在将反应后的碱土金属硫酸盐沉淀与溶液分离，得到含有磺酸铁的水溶液后，去除水分，得到磺酸铁固体。

其中，所述去除水分的方式可以为减压蒸干。