.
Среда, 24.05.2017, 10:58  Вы вошли как Гость | Группа "Гости"         Главная | Выход| СТАТЬИ | Мой профиль 
Меню/Рецептура
Категории раздела
Поиск по сайту
Наш опрос 1
Ваша оценка степени выполнимости синтеза люминофоров в частных условиях
Всего ответов: 371
Наш опрос 2
”Борьба с наркоманией”. Что это за борьба и с чем борются власти?
Всего ответов: 189
Наш опрос 3
Как вы относитесь к тому, что бы реактивы называемые “прекурсорами” продавались без лицензии:
Всего ответов: 191
Статистика

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0
Главная » Статьи » Работы » Мои статьи

 ОСАЖДЕНИЕ СЕРОВОДОРОДОМ ЛЮМИНОФОРНО ЧИСТЫХ СУЛЬФИДОВ ЦИНКА И КАДМИЯ ИЗ РАСТВОРОВ ИХ СОЛЕЙ                                                                  

Приготовлением люминофорного сульфида цинка для мастера можно заняться даже по одной причине. Те марки цинк-сульфидных люминофоров разных цветов, которые выпускались ранее или выпускаются сейчас практически многим малодоступны, могут не устраивать по цвету или длительности свечения - (некоторые заводские партии ФКП-3к светят до получаса), или выбор не так велик, как хотелось бы. Тем более, что сейчас брендуют всего пару марок длительного свечения и обе жёлто-зелёные. Разноцветные люминесцентные марки ФК-1 - ФК-9 готовятся проще-простого, для них не нужны запредельные высокие температуры прокаливания, но цены на них просто ломовые. Так же, появится возможность самому сделать любые образцы люминофоров с различными цветовыми излучениями - на сколько хватит фантазии. Их макро фотографии можно посмотреть здесь.

Остановимся на получении сульфидов цинка и кадмия для люминофорного сырья, которые получают путем осаждения сероводородом из слабокислых водных особо чистых растворов сульфатов или двойных солей в паре с сульфатом аммония. При этом образуются тонко дисперсные порошки. Последние состоят из агломератов, содержащих еще более мелкие частицы. Размер первичных частиц составляет десятки нанометров, а агломератов — единицы и десятки микрометров. Размер частиц исходных сульфидов цинка и кадмия во многом определяет гранулометрический состав порошков люминофоров. Содержание микропримесей в продуктах удовлетворяет люминофорным требованиям (меньше 10-б% тяжелых металлов), но содержание основного вещества значительно меньше 100%. Основные примеси — вода, окись и сульфаты цинка или кадмия. Для осаждения сульфидов цинка и кадмия из растворов их солей можно применить существующие соответствующие руководства. Остается только учесть несколько моментов. В качестве источника сероводорода можно применять сульфид алюминия (изготовление Al2S3), который гидролизуется водой с выделением H2S. Кусочки Al2S3 загружают в аппарат кипа. Сероводород при гидролизе получается достаточно чистый и нуждается только в разовом пропускании, через слабокислый раствор магнезиальной смеси. Для желающих узнать больше, читаем немного полезной теории - ОСАЖДЕНИЕ ВЕЩЕСТВ СЛУЖАЩИХ ОСНОВАНИЕМ ЛЮМИНОФОРОВ ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ.

 

ОСАЖДЕНИЕ

Подготовленные и очищенные растворы подготавливают установлением рН среды в пределах рН=4, с добавлением в цинковый или кадмиевый раствор соли соответствующих буферных смесей, способствующих поддержанию заданной pH.

Буферные растворы готовят или согласно табличным данным по ГОСТ 4919.2-77, или к примеру иногда просто приливают раствор NH4OOCCH3 или NaOOCCH3.

В случае добавления ацетата натрия (ос.ч.), реактивы рассчитывают согласно уравнению реакции указанному ниже. Это взаимодействие ацетата натрия известно давно и в представлении не нуждается.

Расчет по осаждению сульфида цинка сероводородом с буферным CH3COONa:

2CH3COONa + H2S + ZnSO4 = Na2SO4 + ZnS + 2CH3COOH

Молярные массы согласно уравнению реакции: (M) 2CH3COOH = 120,106; (M) ZnS = 97,434; (M) ZnSO4 = 161,432; (M) 2CH3COONa = 164,070.

Нетрудно подсчитать, допустим, на 100г ZnSO4 нужно добавить 101,6 г CH3COONa. Фактически же, ацетат натрия в общем, добавляют больше на 10-15% чем количество ZnSO4 и в процессе осаждения сульфида цинка, раствор CH3COONa добавляют постоянно от его минимума. Образующаяся уксусная кислота не мешает осаждению сульфида цинка, который в CH3COOH не растворяется.

Сероводород можно пропускать медленным током 1-2 пузырька в секунду, или чуть большим током газа с его подачей через распыляющий капилляр. Подобный эффект вызывается, когда трубку с газом вплотную прижимают ко дну сосуда. Тогда происходит разбитие газовых пузырей на более мелкие, тем самым увеличивается временной контакт таких мелких пузырьков с раствором и лучшее их взаимодействие. Если основное вещество соли цинка или кадмия изначально было хорошо очищено, к примеру, до 10-6% по содержанию вредных (!) примесей металлов, то осаждение сульфида можно продолжать практически до конца.

Если осаждение велось без добавки буфера, после прекращения выпадения осадка  сульфида из-за образования в растворе избытка серной кислоты, (оптимум при рН 2), раствор отстаивают, сливают его с осадка, снова устанавливают нужную рН, нейтрализуя кислоту заготовленным раствором из перегнанного аммиака (или сильно разбавляют бидистиллятом) и продолжают осаждение, снова пропуская через раствор сероводород. Каждая такая партия сульфида промывается отдельно и отдельно сушится. Но осаждение без какого либо буфера выполняется крайне редко и этот способ не эффективен, и не выгоден. 

В качестве реактива цинка применяют сульфат и так же двойной сульфат цинка-аммония. Другие соединения использовать не рекомендуется. Из сульфата цинка садок ZnS получается мелким, без хлопьевидных сгустков, хорошо со временем осаждается на дно, отстаивается и хорошо отмывается, в отличие от осадков полученных из других соединений цинка, к примеру, ацетатов. Осадки из раствора ацетата цинка практически не оседают, имеют творожистый вид, а при промывке приобретают слизеподобную консистенцию, которая забивает фильтры. После сушки такой осадок принимает вид стеклоподобной крошки или песка и довольно плохо поддается гомогенизации при изготовлении люминофоров.
С количествами ацетатов буферных растворов, так же следует иметь осторожность. Нужно учитывать, что избыток ацетата натрия или аммония согласно выше приведённого уравнения, по сути, превращает раствор сульфата цинка в ацетат, с большой примесью сульфат иона, который в избытке буфера не влияет на хорошую усадку сульфида цинка после осаждения. Осадок так же очень плохо отстаивается, как и из раствора чистого ацетата цинка, не смотря на то, что процент осаждения очень высокий.
Осадки из хлоридов плохо отмываются от иона хлора, который полностью из осаждённого продукта не удаляется, оставаясь в достаточно больших количествах. Осадки из щелочных растворов комплексов цинка осажденные сероводородом имеют гидратированную форму ZnS•H2O, которые обладают довольно слабой светимостью в готовом изделии ЛДП и по этому, сульфид цинка полученный из щелочных растворов, для люминофоров c длительным свечением не применяется.

После осаждения нужного количества сульфида, осадки тщательно отмывают сначала 2% уксусной кислотой насыщенной сероводородом пару раз, затем бидистиллятом, и сушат при 120°С. Просушенные кусочки на изломе или где бы то еще, не должны флюоресцировать или менять свой цвет под аналитической лампой БУФ (с черным фильтрующим стеклом) и при её свете должны быть однородного темно фиолетового цвета. Высушенный сульфид перетирают до порошка и упаковывают в подготовленную пластиковую тару.

 

ПОДГОТОВКА ПОСУДЫ 

При проведении осаждения и работы с осадками и порошками таких чистых сульфидов следует соблюдать аккуратность и избегать контакта с металлическими предметами, не работать с другими реактивами, иметь подготовленную чистую и защищённую от пыли посуду, предварительно промытую соляной кислотой и дистиллированной водой. Использовать только стеклянные или пластиковые шпателя, палочки и чашки.

Новые керамические чашки и пестики для растирки и приготовления шихт из порошков сульфидов подготавливаются следующим образом. Рабочие поверхности пестиков и чашек зашлифовываются сначала крупным, а затем мелким абразивом до получения гладких поверхностей, промываются водой и затем заливаются крепкой азотной кислотой с добавлением Н2О2 на сутки. После, посуду промывают водой и соляной кислотой, а затем снова дистиллятом с последующей сушкой в шкафу. Готовые поверхности должны быть гладкими, без выступающих частей, каверн и заметных царапин.

Новые пластиковые и стеклянные инструменты и посуду достаточно обработать соляной кислотой и затем промыть бидистиллятом. Такие меры необходимы для поддержания чистоты при работе с люминофорными соединениями. В противном случае загрязнения, занесённые извне, могут сказаться на результатах проводимых работ.

 


При копировании этой статьи ссылка на сайт обязательна.
Статья предоставлена форумом http://chemlight.ucoz.ru/forum

С Ув. Argentus/Donetsk/2010

Гурвич А.М. Введение в физическую химию кристаллофосфоров
МорозоваН.К., Кузнецов В. А., Сульфид цинка. Получение и оптические свойства, М., 1987.
Брауер Г. Руководство по препаративной неорганической химии 1954

  

Категория: Мои статьи | Добавил: Argentus (14.11.2010)
Просмотров: 3045 | Теги: осаждение, синтез, сульфид цинка и кадмия, особо чистые | Рейтинг: 5.0/1
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Страница входа - Химический Свет