Способ получения фосфоресцирующих сульфидов

 

Класс 22 f, l 5,. —.—.,--- Ъ 42238 !

t с 1 мам впнньл и июнвиЕ

ОПИСАНИЕ способа получения фосфоресцирующих сульфидов.

К авторскому свидетельству Н. Ф. Жирова, заявленному 19 апреля

1934 года (спр. о перв. № 146077).

0 выдаче авторского свидетелъства опубликовано 31 марта j935 года.

36%

50%

59Че

Са$

„" $г$

BaS (203) При обычных способах получения фосфоресцирующих сульфидов исходными материалами являются карбонаты щелочных земель и элементарная сера.

Процесс происходит по уравнению:

4RCOq+ 4S = 3RS + RSO,.

При этом, кроме активного сульфида, получается всегда индиферентный сульфат. Поэтому некоторые авторы применяют еще восстановители, обычно органические вещества (крахмал по Ванино, сахароза по Жирову), что, казалось бы, вполне достигает цели. Однако, таким приемом нельзя воспользоваться, например, для получения сульфида магния, при получении,, которого приходится исходить из сероуглерода, производя по Тиде восстановление в струе газа и при весьма обстановочных условиях, затрудняющих введение NgS в технику светящихся веществ.

Так как наилучшие практические результаты дают сложные люминофоры, то для получения таковых с содержанием NgS можно прибегнуть к иному приему, а именно, отнимать кислород посредством соответствующих металлов.

Этот прием может быть расширен применительно не только к получению MgS, но и других люминофоров 2-й группы (Bes, Саз, SrS, Ва$, ZnS, CdS).

Металлами - восстановителями могут слух .; ть порошкообразные Be, Ng, Са, Sr, Ва Zn, Cd и Й1.

Протекающие при этом процессы могут быть выражены, например, такими уравнениями:

1. Способы, основанные на получении люминофоров прямым восстановлением: а) для сульфатов

RSO4+ 4Ng = 4Ngo+ RS.

Магний может быть заменен Be, Са, Sr, Ва (й1).

При этом процент получающегося сульфида равен: для MgS около 20% массы

Са$ „30%

SrS „43%

BaS, 51%

Остальное же представляет MgO, как известно, увеличивающая рыхлость массы.

Наиболее выгоден этот способ для Sr u

Ва и может быть применен и для ZnSO4, CdSO4, ZnSO3 (для последнего выход ZnS около 450(о) б) для сульфитов

RSOa+ 3Mg = 3MgO+ RS.

Как и в предыдущем случае, магний может быть заменен Be, Ca, Ba, Sr(81).

Получается более высокий процент суаьфида: для MgS около 32% (для бериллия ок. 420/а) К этому варианту приложимы все примечания предыдущего. Наиболее выгодно применение бериллия; в) для политионовых кислот.

Способ наиболее удобен для получения NgS (BeS), для чего можно исходить из тетратионата магния, а именно:

NgS4 04+ 9Ng =4NgS+ 6Ng0 с выходом NgS немного выше 48%, а для ZnS406 около 62%.

При бериллии выход максимальный— около 66% NgS и 52% ReS;

r) для продуктов реакции обычного способа получения светящихся сульфидов Са, $г, Ва.

4КСОз +4$ = ÇRS+ RSO4.

Полученная смесь сульфида и сульфата восстанавливается Ng (Be).

3RS+ К$04+4Mg =4NgO+4RS.

При этом люминофоры содержат следующее количество NgO: для CaS около 36%

SrS „25%

Ва$19о о

Способ является безусловно приемлемым для Sr и Ва люминофоров. Замена Ng иными металлами невыгодна; д) специально для сульфида цинка восстановление сульфата цинковой пылью (лучше сульфита)

ZnSoq+4Zn = ZnS+ 4ZnO (ZuS 23 /0)

Еп$0в+ЗЕп = ZnS+ ÇZnO (ZnS < 29о/о), Этот способ выгоден для получения препаратов, светящихся от катодных- и рентгеновских лучей.

И. Косвенные способы, основанные на восстановлении металлическими Са, Sr, Ва.

Наиболее удобен для этого кальций, посредством которого идет восстановление,,сульфата, как и с магнием.

RSO4+ 4Ca = 4CaO + RS.

Далее эта смесь прокаливанием с серой переводится в сложный люминофор состава

4Ca0 + RS + 4$ = ЗСа$ + RS + Ca$04, а при применении органического восстановителя сульфат может быть уничтожен полностью. Вышеприведенное уравнение больше всего пригодно для получения сложных люминофоров из CaS и NgS, Ca$ u BeS.

Все эти способы могут комбинироваться один с другим и со старыми, известными, и давать целую гамму разнообразнейших сложных люминофоров из всех элементов 2-й группы.

Означенным способом могут быть получены сложные люминофоры, с трудом получаемые иначе, как например

Ве$ (MgO), MgS (NgO), BeS (Be0), NgS (Be0), CaS. NgS, Са$, Ве$ и др.

Наилучшими вариантами явлается:

t. Для системы c BeS: а) Ве$ (ВеО) прокаливанием безводного активированного BeS< Оо с порошком бериллия; б) Ве$ (NgO) то же, но, с магнием; в) Ве$ Со$ первое прокаливание неактивированного (Be$04) Ве$40о с металлическим кальцием и вторичное прокаливание активированной к свечению смеси с элементарной серой и органическим восстановителем (для увеличения количества Ве$ сульфат заменяют Ве$40о).

И. Для системы с NgS совершенно аналогично, как и с Ве$.

П1. Для сиетемы с ZnS: а) Еп$ — прокаливанием активированкого ZnS04, Zn$03 или ZnSgOq с магнием или с цинковой пылью и последующее отмывание MgO, Zn0 органическими кислотами (уксусной, муравьиной); б) ZnS, ZnO — прокаливанием активированного ZnSOS, Zn$04 или ZnS O< с цинковой пылью.

Для получения желтых и красных цветов вводятся соответствующие соли кадмия или примесь металлического кадмия в восстановитель.

IV. Для системы с NgO: восстановление продукта реакции карбоната с серой металлическим магнием, особенно для $г$ и BaS, а также и их смесей.

Предмет йзобретения. i. Способ получения фосфоресцирующих сульфидов элементов 2-й группы периодической системы, отличающийся тем, что соответствующие соли кислотосодержащих кислот серы восстанавли— 3 вают металлами той же группы или алюминием с предыдущим или последующим составлением фосфоресцирующей системы путем введения необходимых активаторов и плавней.

2. Прием выполнения означенного в п. 1 способа, отличающийся тем, что

Зкеперт и редактор И. Г. Хомский

Корректор H. Г. Шпарварт образующиеся окиси, способные реагировать с элементарной серой, например, окиси кальция, стронция и бария, дополнительно переводят в соответствующие сульфиды прокаливанием с серой и, если необходимо, известными органическими восстановителями.

I ип.,Печатный Труд". Зак. 3835 — 400