Способ получения селенида металла

 

Изобретение предназначено для химической промышленности и может быть использовано при получении антифрикционных сплавов, катализаторов, люминофоров, полупроводников. Металлический селен переводят в аморфный растворением в концентрированной Н24. Осаждают, высушивают, помещают в трехгорлую колбу. В колбу предварительно помещают неводный растворитель - углеводород предельного ряда СnH2n+2, где n9, например, нонан или декан. Смесь доводят до температуры 150-200oС, добавляют соединение металла, например, гексаноат меди (II). Реакцию проводят 4-8 ч. Мольное соотношение металла и селена - 1: (1-4). Продукт отфильтровывают в горячем состоянии, промывают горячим ацетоном и нонаном, высушивают. Процесс экологически безопасен. Выход селенида металла 75-94%. 1 табл.

Изобретение относится к области неорганической химии, конкретно к способам получения неорганических соединений, и может быть использовано в препаративных синтезах селенидов металлов, а также в технологии получения специальных антифрикционных сплавов, катализаторов, люминофоров и полупроводниковых материалов на их основе. Известны способы получения селенидов металлов с использованием селеносодержащих соединений [Китаев Г.А., Хворенкова А.Ж. // Журн. Прикладной химии, 1998, т.1, вып. 8, с.1261-1264] или путем пропускания селеноводорода через подкисленные растворы соответствующих солей. Возможен синтез селенидов металлов путем непосредственного взаимодействия элементов в твердом или газообразном состоянии при высоких температурах [Облончик В. А. Селениды. - М.: Металлургия, 1972, с.56-82]. Перечисленные методы требуют достаточно сложного аппаратурного оборудования для обеспечения требований техники безопасности при работе с токсичными соединениями селена.

Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемому изобретению является способ получения органических и неорганических селенидов и диселенидов [Шлык Ю.П. Исследование в области элементорганических соединений V-VI групп Периодической системы: Автореферат диссертации, Л., 1969]. Метод основан на алкилировании продуктов взаимодействия металлического селена с металлическим натрием в жидком аммиаке с образованием диселенида натрия (Na2Se2) в качестве промежуточного продукта.

Недостатком указанного способа является невозможность получения селенидов металлов, не растворяющихся в жидком аммиаке. В предлагаемом способе указанный недостаток устраняется тем, что в качестве растворителя и действующего реагента используют жидкие углеводороды предельного ряда СnН2n+2, где n9.

Сущность метода заключается в том, что селениды образуются при взаимодействии солей металлов с селеном, при этом металлический селен предварительно переводят в аморфный переосаждением из сернокислых растворов, а синтез ведут при температуре 150-200oС в течение 4-8 часов, металл и селен берут в стехиометрии. Метод позволяет совместить процесс получения селеноводорода, образующегося в результате взаимодействия селена с алканами и синтез селенида металла в одной реакционной среде и в одном реакторе. Техническим результатом, который может быть получен при осуществлении изобретения, являются экологически безопасные условия проведения процесса.

Необходимость перевода металлического селена (наиболее устойчивой модификации и товарной формы селена) в аморфный объясняется малой растворимостью металлической модификации в алканах.

По нашим данным, растворимость металлического селена в углеводородах при комнатной температуре не превышает 0,001 г в 100 г растворителя, в то время как растворимость аморфного селена в углеводородах при температуре кипения составляет 10 г на 1 кг растворителя.

Изобретение может быть реализовано следующим образом. В соответствии со стехиометрией реакции и растворимостью селена при температуре синтеза берут необходимое количество металлического селена, переводят его в аморфный селен путем растворения в концентрированной серной кислоте, помещают в реактор, содержащий 100 мл нонана, декана или ундекана, доводят раствор до кипения растворителя и добавляют металлосодержащий реагент. Синтез селенида металла проводят при температуре кипения жидкой фазы (150-200oС) в течение 4-8 часов. Полученный продукт очищают от исходных веществ и высушивают.

Предлагаемый способ испытан в лабораторных условиях, его применимость иллюстрируется примерами. Аналогичным способом могут быть получены селениды других металлов. Сводная таблица служит обоснованием выбора оптимальных условий синтеза.

Пример 1. В трехгорлую колбу, содержащую 100 мл декана, помещают 0,52 г металлического селена и при нагревании добавляют 1,93 г гексаноата меди (II). Доводят раствор до кипения (174oС) и проводят синтез в течение 8 часов. Выделившийся продукт промывают и высушивают в эксикаторе. Выход <5%.

oС) и добавляют 1,5 г гексаноата меди (II). Синтез проводят 8 часов. Выделившийся продукт отфильтровывают в горячем состоянии, промывают горячим ацетоном, горячим нонаном для удаления не прореагировавших исходных веществ и высушивают в эксикаторе. Выход продукта - 70%.

Пример 3. Предварительно полученный аморфный селен (0,6 г) вносят в реактор со 100 мл декана, доводят температуру до 174oС и добавляют 2,2 г гексаноата меди (II). Синтез проводят 8 часов. Выход селенида - 82%.

Пример 4. В 100 мл ундекана растворяют 0,54 г предварительно полученного аморфного селена, доводят раствор до температуры кипения растворителя (195oС). Вносят в реактор 2,02 г гексаноата меди (II). Синтез проводят 8 часов. Выход продукта - 89%.

Пример 5. Гексаноат меди (II) в количестве 2,16 г вносят в 100 мл ундекана, содержащего 0,58 г аморфного селена. Синтез проводят при температуре кипения растворителя (195oС) в течение 4-х часов. Выход CuSe1,07 - 75%.

Пример 6. В 100 мл ундекана вносят 2,25 г предварительно полученного аморфного селена, доводят температуру до температуры кипения растворителя (195oС) и добавляют 1,4 г мономолибдата аммония. Синтез проводят 8 часов. Полученный продукт отмывают от непрореагировавших исходных веществ, высушивают и взвешивают. Выход продукта - 86%.

Пример 7. Растворяют 1,66 г предварительно полученного селена в 100 мл ундекана, доводят температуру до 195oС. Вносят в реактор 1,5 г моновольфрамата аммония. Синтез проводят 8 часов. Выход продукта - 94%.

Формула изобретения

Способ получения селенида металла путем взаимодействия соединения металла с селеном в неводных растворителях, отличающийся тем, что в качестве растворителей используют углеводороды предельного ряда СnН2n+2, где n 9, при этом селен предварительно переводят из металлического в аморфный переосаждением из сернокислых растворов, а процесс взаимодействия соединения металла с селеном проводят при температуре 150-200oС в течение 4-8 ч при мольном соотношении металла и селена, равном 1 : (1-4).

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу получения неорганических реагентов, а именно гексафторида селена

Изобретение относится к способам получения изотопов теллура и устройствам для его осуществления
Изобретение относится к технологии получения наноматериалов, в частности наночастиц теллурида кадмия, и может быть использовано для создания оптических приборов, детекторов ионизирующих излучений, катализаторов

Изобретение может быть использовано для лабораторного и промышленного получения монокристаллических материалов. Способ синтеза тетрагонального моноселенида железа включает нагрев герметичной ампулы с размещенной в одном ее конце шихты из селена и железа и заполненной солевым расплавом. Нагрев ампулы осуществляют с градиентом температур от величины 450°C-350°C со стороны размещения шихты до температуры, уменьшенной на 30°C-100°C с противоположной стороны. При этом в качестве солевого расплава используют смеси эвтектического состава, включающие хлорид алюминия. Нагрев осуществляют в течение времени, необходимого для переноса шихты из селена и железа в противоположный конец ампулы. Изобретение позволяет увеличить крупность кристаллов FeSe при уменьшении температуры их синтеза. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 4 пр.

Изобретение относится к неорганической химии. Способ синтеза тетрагональных теллуридов железа и теллуридов железа, легированных селеном и/или серой, включает размещение в одном конце герметичной ампулы шихты из теллура, селена, серы и железа, заполнение ее смесью эвтектического состава из различных комбинаций хлоридов натрия, калия, рубидия и цезия, нагрев ампулы с градиентом температур от величины 600-790°С со стороны размещения шихты до температуры, уменьшенной на 30-100°С с противоположной стороны, в течение времени, обеспечивающего перенос шихты в противоположный конец ампулы. Изобретение позволяет получать большие (не менее 2×2×1 мм) монокристаллы FeTe, включая FeTe, легированные до 40% селеном и /или до 10% серой, являющиеся перспективными сверхпроводниками, без нарушения целостности структуры при уменьшенной температуре синтеза. 1 ил., 4 пр.

Изобретение относится к технологии получения селенида индия(III), широко используемого в микроэлектронике для получения детекторов ядерного излучения и при создании преобразователей солнечного излучения в качестве основы для такого материала, как диселенид меди(I) и индия CuInSe2. Раствор для гидрохимического осаждения тонкой полупроводниковой пленки селенида индия(III) содержит соль индия(III), селенокарбамид, винную кислоту и сульфит натрия при следующих концентрациях реагентов, моль/л: соль индия(III) 0,01-0,15; селенокарбамид 0,005-0,1; винная кислота 0,01-0,06; сульфит натрия 0,005-0,1. Благодаря наличию таких добавок, как селенокарбамид и сульфит натрия, изменяются кинетика процесса и условия осаждения в сравнении с прототипом. Селенокарбамид является источником селенид-ионов. Сульфит натрия играет роль антиоксиданта, предотвращая окисление селенокарбамида в растворе. Винная кислота одновременно комплексует ионы индия и повышает буферную емкость реакционной смеси, поддерживая рН раствора на определенном уровне. Получаемые слои из данного раствора осаждения имеют хорошую адгезию к подложечному материалу и зеркальную поверхность. Их толщина составляет 300 нм. 1 табл., 2 пр.

Изобретение относится к конструкционным изделиям ИК-оптики, обеспечивающим, наряду с основной функцией пропускания излучения в требуемом спектральном диапазоне, защитные функции приборов и устройств от воздействий внешней среды. Способ включает выращивание заготовок селенида цинка путем испарения исходного порошкообразного или компактированного сырья, конденсацию паров на нагретую подложку, для чего в контейнере для выращивания заготовок селенида цинка дополнительно осуществляют промежуточную конденсацию паров, обеспечивая пропускание паров через лабиринт, образованный в рабочем пространстве контейнера, в виде пластины с выступами, с помощью чего прохождение пара к подложке происходит по непрямолинейной извилистой траектории, способствующей очистке конденсата от твердых примесей, и далее через фильтр из углеграфитовой ткани, закрепленный между графитовыми кольцами, с последующим реиспарением и переносом пара на подложку, причем конденсация паров происходит на подложку, нагретую до 1030-1070°С, со скоростью 0,2-0,5 мм/час, после чего выращенную заготовку селенида цинка охлаждают и извлекают из ростовой установки, помещают в установку-газостат и проводят горячее изостатическое прессование при температуре 1050-1150°С и давлении инертного газа 150-200 МПа в течение 2-3,5 часов. Технический результат изобретения состоит в изготовлении монолитной заготовки в виде круглой пластины или сферического вогнутого сегмента из поликристаллического селенида цинка, обладающих повышенной химической чистотой и оптической однородностью по спектральному пропусканию по всей площади выращенной заготовки, расширенным спектральным диапазоном прозрачности с высоким пропусканием в видимой и ИК-областях спектра в оптических деталях, изготовленных из данных заготовок. 2 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл., 1 пр.
Наверх