本发明属于新能源材料合成，具体涉及一种硫酸乙烯酯的制备方法。
背景技术：
1、硫酸乙烯酯（dtd），作为一种先进的锂离子电池电解液添加剂，已被证实能够有效地增强锂离子电池的整体性能。通过添加硫酸乙烯酯，锂离子电池在多个方面的性能均得到显著改善，具体表现为：抑制初始容量下降、减少高温膨胀、提升充放电性能、增加循环次数等。此外，硫酸乙烯酯凭借其独特的化学性质，不仅在锂离子电池电解液添加剂领域展现出广泛的应用前景，在合成表面活性剂和医药中间体等领域中也发挥着重要的作用。
2、硫酸乙烯酯作为一种重要的化工原料和锂离子电池电解液添加剂，其合成方法多样，主要分为3种工艺路线：亚硫酸乙烯酯氧化法、乙二醇与硫酰氯反应法、三氧化硫与环氧乙烷反应法。
3、其中，后两种方法在工业中比较少见，主要是因为：硫酰氯法所采用的原料之一硫酰氯，成本高昂且反应过程中产生的有害副产物（如氯化氢）处理成本高，同时对环境和操作安全性提出较高要求；而三氧化硫与环氧乙烷反应法，虽然原料成本较低，但其纯化过程复杂，加之操作条件苛刻（如低温反应要求），提高了生产成本和设备要求，限制了其在工业上的应用。
4、目前，工业上常用的硫酸乙烯酯制备方法主要是亚硫酸乙烯酯氧化法，按照催化时所采用催化剂的不同，主要包括以下的几种：
5、比如，其一，以次氯酸钠为氧化剂，在三氯化钌等催化剂的催化下将亚硫酸乙烯酯氧化成硫酸乙烯酯，该方法会产生大量的含盐废水，并且使用的贵金属催化剂三氯化钌难以回收利用，而钌是一种极其昂贵的稀有贵金属，价格昂贵，这也使得硫酸乙烯酯合成工艺成本很高；
6、其二，双氧水催化氧化法，作为一种环境友好型的硫酸乙烯酯的合成方法，该方法具备显著的优势，包括较低的环境影响、较低的有害副产物生成以及较高的产物选择性。然而，该方法在实际应用中也面临着一定的挑战。首先，为了实现理想的反应速率和转化率，双氧水氧化法通常需要在较高的温度下进行，或者需要添加特定的催化剂；其次，双氧水作为一种强氧化剂，在高温或强光的条件下容易分解，这要求在储存、运输以及使用过程中采取特殊的安全措施，以防止意外情况的发生。
技术实现思路
1、为了解决上述的技术问题，本发明对硫酸乙烯酯制备过程的催化剂进行了改进，提供了一种硫酸乙烯酯的新的制备方法。
2、本发明所提供的方法具体是：以亚硫酸乙烯酯为原料，以硝酸为催化剂，在氧化剂以及硝酸的作用下将亚硫酸乙烯酯催化氧化成硫酸乙烯酯，优选的氧化剂为氧气，具体的反应过程如下式所示：
3、
4、事实上，硝酸与次氯酸钠、双氧水、臭氧等均为常见的强氧化剂，其完全可以使用双氧水等用作在硫酸乙烯酯的催化氧化反应过程中，然而，若是以硝酸作为反应的催化剂，可能会面临以下的诸多问题：
5、第一，硝酸是一种非常强的氧化剂，其反应活性很高，而硫酸乙烯酯的稳定性较差，若是直接用硝酸作为催化剂很可能会导致反应速率过快，反应过程难以控制，从而影响产品的质量和反应选择性；
6、第二，从环境和健康角度考虑，直接使用硝酸作为催化剂，在反应过程中会产生较多的有害副产物，如氮氧化物等，这些物质对环境和人体健康都是有害的；
7、第三，硝酸的使用和处理成本较高，且需要特殊的设备和安全措施，这无疑也会增加整个生产过程的经济成本。
8、基于以上所存在的问题，目前为止，并没有将硝酸应用于硫酸乙烯酯制备中的相关研究。
9、本发明所提供的以硝酸为催化剂的硫酸乙烯酯的制备方法，其关键之处在于：一方面，硝酸作为催化剂，能够促进亚硫酸乙烯酯的氧化反应；另一方面，在反应过程中硝酸被还原，可通过与氧气接触再次反应生成硝酸，实现催化循环，此循环催化氧化的机制能够显著减少化学废物的产生，有利于降低对环境的负面影响；此外，本发明中是将硝酸以催化剂量一次性投入，这意味着不需要为其备库存，也降低了长期储存可能带来的安全风险。尽管浓硝酸（>8 mol/l）具有强氧化性，但其在适当的条件下比双氧水更稳定，不易在高温或强光下分解，从而降低了储存和运输过程中的风险。
10、因此，本发明所提供的硫酸乙烯酯合成方法操作简便，安全性高，经济效益显著，并且实验结果显示出较高的产物收率和纯度，同时，在生产过程中有效降低对环境的影响，特别适用于工业化规模生产，能够满足当今工业界对高效、环保先进生产技术的需求。
11、本发明所提供的硫酸乙烯酯的制备方法，具体包括以下的步骤：
12、（1）在密闭反应器中，将亚硫酸乙烯酯、反应溶剂、催化剂混合，通入氧化剂，在连续搅拌的条件下，加热进行催化氧化反应；
13、所述的催化剂为硝酸；
14、所述的氧化剂选自：氧气、空气、臭氧、惰性气体稀释的氧气或空气的混合气体中的任一种；
15、所述的反应溶剂选自：二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、苯、甲苯、二甲苯中的至少一种；
16、（2）待（1）中的反应结束后，对获得的反应混合物进行分离，精制，制得高纯度电池级硫酸乙烯酯成品。
17、本发明所提供的上述硫酸乙烯酯的制备方法中，优选的，（1）中，所述的氧化剂的通入量至少是氧化亚硫酸乙烯酯所需氧化剂理论量的1.5~5倍。
18、优选的，（1）中，所述的氧化剂的通入量至少是氧化亚硫酸乙烯酯所需氧化剂理论量的2~3倍。
19、优选的，（1）中，所述的硝酸的浓度为1~10 mol/l。
20、更为优选的，（1）中，所述的硝酸的浓度为3~8 mol/l。
21、作为进一步优选的，（1）中，所述的硝酸的浓度为5 mol/l。
22、优选的，（1）中，所述的硝酸与亚硫酸乙烯酯的摩尔比为1：5~30。
23、更为优选的，（1）中，所述的硝酸与亚硫酸乙烯酯的摩尔比为1：10。
24、优选的，（1）中，所述的加热温度为30~100℃。
25、更为优选的，（1）中，所述的加热温度为30~60℃。
26、作为进一步优选的，（1）中，所述的加热温度为40℃。
27、优选的，（1）中，所述的反应溶剂，选自二氯甲烷、碳酸二甲酯中的任一种。
28、优选的，（1）中，所述的催化氧化反应的反应时长为1~10h。
29、优选的，（1）中，所述的催化氧化反应的反应时长为2~3 h。
30、优选的，（2）中，所述的精制，包括分相、水洗、脱溶、重结晶、干燥。
31、优选的，（2）中，所述的水洗采用去离子水，重结晶时采用的溶剂选自石油醚、正己烷、环己烷、苯、甲苯、二氯甲烷、乙酸乙酯中的至少一种。
32、更为优选的，（2）中，所述的重结晶时所采用的溶剂为二氯甲烷。
33、本发明的有益效果在于：
34、本发明提供了一种硫酸乙烯酯的新的催化氧化合成方法，即以亚硫酸乙烯酯为原料，以硝酸为催化剂，在氧化剂与硝酸的作用下制备硫酸乙烯酯。采用硝酸作催化剂，既避免了采用传统贵金属作催化剂带来的合成工艺成本高的问题，而且硝酸在催化的过程中能够实现充分地循环利用，安全性提高，同时还能获得较高的产物收率和纯度。结果显示，采用本发明的方法获得的硫酸乙烯酯的收率最高可达88%，产品的纯度也均能够达到高纯度的电池级纯度标准。
1.一种硫酸乙烯酯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种硫酸乙烯酯的制备方法，其特征在于，（1）中，所述的氧化剂的通入量至少是氧化亚硫酸乙烯酯所需氧化剂理论量的1.5~5倍。
3. 根据权利要求1所述的一种硫酸乙烯酯的制备方法，其特征在于，（1）中，所述的硝酸的浓度为1~10 mol/l。
4.根据权利要求1所述的一种硫酸乙烯酯的制备方法，其特征在于，（1）中，所述的硝酸与亚硫酸乙烯酯的摩尔比为1：5~30。
5.根据权利要求1所述的一种硫酸乙烯酯的制备方法，其特征在于，（1）中，所述的加热温度为30~100℃。
6.根据权利要求1所述的一种硫酸乙烯酯的制备方法，其特征在于，（1）中，所述的催化氧化反应的反应时长为1~10 h。
7.根据权利要求1所述的一种硫酸乙烯酯的制备方法，其特征在于，（2）中所述的精制，包括分相、水洗、脱溶、重结晶、干燥。
8.根据权利要求7所述的一种硫酸乙烯酯的制备方法，其特征在于，（2）中，所述的水洗采用去离子水，重结晶时采用的溶剂选自石油醚、正己烷、环己烷、苯、甲苯、二氯甲烷、乙酸乙酯中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的一种硫酸乙烯酯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
