硒化亚铜的制备方法
【专利摘要】本发明提供一种硒化亚铜制备的方法，包括：将单质铜、硒按规定的且硒过量的摩尔比称重；将单质铜、硒分别放入两个反应舟内、再分别放入到石英管的头尾两端；对石英管进行抽真空并封管；将石英管水平置于具有高温处理区和低温处理区的水平合成炉中，其中使装有铜单质的反应舟处于高温处理区且使装有硒单质的反应舟处于低温处理区；使水平合成炉加热保温，高温处理区使铜单质及生成的硒化亚铜晶体熔融，低温处理区使硒单质蒸发；然后使停止水平合成炉停止保温并开始降温，其中高温处理区先降温至规定温度，然后高温处理区和低温处理区一起随水平合成炉自然降温至室温。本发明对设备要求低、成本低、产品质量好、无毒害、无污染物。
【专利说明】砸化亚铜的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种合成材料的制备方法，尤其涉及一种硒化亚铜的制备方法。
【背景技术】
[0002]硒化亚铜，分子式Cu2Se,黑色立方晶体。相对密度6.749。熔点1113°C。溶于氰化钾溶液。溶于盐酸时逸出硒化氢。与硫酸作用时，发生二氧化硫气体。可被硝酸氧化为亚硒酸铜。常作为半导体材料使用。
[0003]尽管业界对硒化亚铜的制备工艺有一定开发，但是依然需要进行工艺开发，以实现制备工艺对设备要求低、成本低、产品质量好、无毒害、无污染物。
【发明内容】
[0004]鉴于现有技 术中的问题,本发明的一个目的在于提供一种一种硒化亚铜制备的方法，其制备过程中无毒害。
[0005]本发明的另一个目的在于提供一种硒化亚铜制备的方法，其制备过程中无污染物。
[0006]本发明的再一个目的在于提供一种硒化亚铜制备的方法，其制备过程设备要求低、成本低。
[0007]本发明的再一个目的在于提供一种硒化亚铜制备的方法，其制备的产品质量好。
[0008]为了实现本发明的上述目的，本发明提供一种硒化亚铜制备的方法，包括步骤:将单质铜、硒按规定的且硒过量的摩尔比称重；将单质铜、硒分别放入两个反应舟内；将两个分别装有单质铜、硒的反应舟水平分别放入到石英管的头尾两端；对已放置两个反应舟的石英管进行抽真空并封管；将封管后的石英管水平置于具有高温处理区和低温处理区的水平合成炉中，其中使装有铜单质的反应舟处于水平合成炉的高温处理区且使装有硒单质的反应舟处于水平合成炉的低温处理区；使水平合成炉加热保温，其中高温处理区使铜单质及生成的硒化亚铜晶体熔融，低温处理区使硒单质蒸发形成硒蒸汽；然后使停止水平合成炉停止保温并开始降温，其中高温处理区先降温至规定温度，然后高温处理区和低温处理区一起随水平合成炉自然降温至室温。
[0009]本发明的有益效果如下。
[0010]在本发明所述的硒化亚铜制备的方法中，由于采用真空条件下封管，所以制备过程中无污染物、无毒害。
[0011]在本发明所述的硒化亚铜制备的方法中，由于采用真空条件下封管以及两个温度处理区，所以制备所获得产品质量好。
[0012]在本发明所述的硒化亚铜制备的方法中，由于采用的设备均为通用设备且设备数量少，故对设备要求低、成本低。
【具体实施方式】[0013]首先说明根据本发明所述的硒化亚铜制备的制备方法。
[0014]根据本发明所述的硒化亚铜制备的制备方法，包括步骤:将单质铜、硒按规定的且硒过量的摩尔比称取；将单质铜、硒分别放入两个反应舟内；将两个分别装有单质铜、硒的反应舟水平分别放入到石英管的头尾两端；对已放置两个反应舟的石英管进行抽真空并封管；将封管后的石英管水平置于具有高温处理区和低温处理区的水平合成炉中，其中使装有铜单质的反应舟处于水平合成炉的高温处理区且使装有硒单质的反应舟处于水平合成炉的低温处理区；使水平合成炉加热保温，其中高温处理区使铜单质及生成的硒化亚铜晶体熔融，低温处理区使硒单质蒸发形成硒蒸汽；然后使水平合成炉停止保温并开始降温，其中高温处理区先降温至规定温度，然后高温处理区和低温处理区一起随水平合成炉自然降温至室温。
[0015]在根据本发明所述的硒化亚铜的制备方法中，优选地，单质铜的纯度为5N，单质硒的纯度为5N。单质铜可以为块状或粒状。单质硒可以为块状、粒状或粉状。
[0016]在根据本发明所述的硒化亚铜的制备方法中，优选地，所述规定的且硒过量的摩尔比为铜:硒=2: (1.02-1.08)。
[0017]在根据本发明所述的硒化亚铜的制备方法中，反应舟为石墨舟、石英舟或熏碳处理后的石英舟。
[0018]在根据本发明所述的硒化亚铜的制备方法中，优选地，对已放置两个反应舟的石英管进行抽真空达到的真空度为5.0X 10_3Pa-9.0X 10_3Pa。
[0019]在根据本发明所述的硒化亚铜的制备方法中，优选地，使水平合成炉加热保温的过程为:以1(T15°C /min的升温速率使高温处理区达到1120°C-1200°C，保温6-8h ;然后再以5-9.670C /min的升温速率使低温处理区的温度升温至550°C-580°C，保温6-8h。
`[0020]在根据本发明所述的硒化亚铜的制备方法中，使水平合成炉停止保温并开始降温为:高温处理区采取程序降温的方式，以1-5°C /min的降温速率从1120°C-1200°C降至90(Tl(KKrC，然后高温处理区和低温处理区一起随水平合成炉自然降温至室温。
[0021]在根据本发明所述的硒化亚铜的制备方法中，反应舟可在使用前采用本领域公知的技术进行清洁处理。
[0022]其次说明根据本发明所述的硒化亚铜制备的制备方法的实施例。
[0023]实施例1
[0024]按摩尔比2: L 08称取粒度为0.5mm的5N铜粒302.37g与5N硒块202.87g分别放入两个清洗干净的石墨舟内；然后将两个石墨舟水平放入石英管的两端，对石英管抽取真空至9.0X 10_3Pa后将石英管封管；将石英管水平置于两个处理区的水平合成炉中加热反应，加热方式为程序控制分温区加热和保温。
[0025]高温处理区对装有铜的石墨舟加热，以15°C /min升温速率升温至1200°C，在1200°C下保温6h ;高温处理区升至1200°C后低温处理区开始对装有硒的石墨舟加热，以
9.67 V /min的升温速率升温至580°C，在580°C下保温6h ;然后高温处理区开始程序控制缓慢降温至900°C，降温速率为5°C/min，整个程序结束后(即高温处理区降至900°C后)高、低温处理区自然降温至室温后出炉，得到硒化亚铜晶体。
[0026]实施例2
[0027]按硒化亚铜摩尔比2:1.02称取5N铜块776.74g和粒度1.5mm的5N硒粒492.2g分别放入两个清洗干净的石英舟内。然后将两个石英舟水平放入石英管的两端，对石英管抽取真空至7.3X10_3Pa后将石英管封管。将石英管水平置于两个处理区的水平合成炉中加热反应，加热方式为程序控制分温区加热和保温。高温处理区对装有铜的石英舟加热，以13°C /min升温速率升温至1150°C，在1150°C下保温7h ;高温处理区到达1150°C后低温处理区开始对装有硒的石英舟加热，以6.22°C/min的升温速率升温至560°C，在560°C下保温6.5h ;然后高温处理区开始程序控制缓慢降温至950°C，降温速率为3.330C /min，整个程序结束后(即高温处理区降至950°C后)高、低温处理区自然降温至室温后出炉，得到硒化亚铜晶体。
[0028]实施例3
[0029]按硒化亚铜摩尔比2:1.05称取5N铜块543.72g与粒径120 μ m的5N硒粉354.67g分别放入清洗干净的石墨舟和熏碳石英舟内。之后将石墨舟和熏碳石英舟水平放入石英管的两端，对石英管抽取真空至5.0X 10_3Pa后将石英管封管。将石英管水平置于两个处理区的水平合成炉中加热反应，加热方式为程序控制分温区加热和保温。高温处理区对装有铜的石墨舟加热，以10°C /min升温速率升温至1120°C，在1120°C下保温8h ;高温处理区升温至1120°C后低温处理区开始对装有硒的熏碳石英舟加热，以5°C /min的升温速率升温至550°C，在550°C下保温8h ;然后高温处理区开始程序控制缓慢降温至1000°C，降温速率为
1.(TC /min，整个程序结束后(即高温处理区降至1000°C后)高、低温处理区自然降温至室温后出炉，得到硒化亚铜晶体。
[0030]最后给出实施例f 3的测试结果。
[0031]硒化亚铜晶体采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)进行检测(生产厂家为PE公司，型号为=DRC-1I )，该设备的检测条件为:温度为18°C -28°C，相对湿度为30~70%，洁净度为1000级。检测原理:电感耦合等离子体质谱仪检测方式:待测元素经过等离子体高温电离后，以正电荷形式进入质量分析器，根据质量/电荷比的差异，被检测器接收，产生信号。待测元素产生的信号和标准物质该元素信号比值得出待测元素含量。
[0032]表I给出了实施例f 3的测试结果。
[0033]表I实施例广3的硒化亚铜晶体测试结果(单位:ppm)
[0034]
【权利要求】
1.一种硒化亚铜的制备方法，包括步骤: 将单质铜、硒按规定的且硒过量的摩尔比称重； 将单质铜、硒分别放入两个反应舟内； 将两个分别装有单质铜、硒的反应舟水平分别放入到石英管的头尾两端； 对已放置两个反应舟的石英管进行抽真空并封管； 将封管后的石英管水平置于具有高温处理区和低温处理区的水平合成炉中，其中使装有铜单质的反应舟处于水平合成炉的高温处理区且使装有硒单质的反应舟处于水平合成炉的低温处理区； 使水平合成炉加热保温，其中高温处理区使铜单质及生成的硒化亚铜晶体熔融，低温处理区使硒单质蒸发形成硒蒸汽； 然后使停止水平合成炉停止保温并开始降温，其中高温处理区先降温至规定温度，然后高温处理区和低温处理区一起随水平合成炉自然降温至室温。
2.根据权利要求1所述的硒化亚铜的制备方法，其特征在于，单质铜的纯度为5N，单质硒的纯度为5N。
3.根据权利要求1所述的 硒化亚铜的制备方法，其特征在于，所述规定的且硒过量的摩尔比为铜:硒=2: (1.02-1.08) ο
4.根据权利要求1所述的硒化亚铜的制备方法，其特征在于，反应舟为石墨舟、石英舟或熏碳处理后的石英舟。
5.根据权利要求1所述的硒化亚铜的制备方法，其特征在于，对已放置两个反应舟的石英管进行抽真空达到的真空度为5.0X 10_3Pa-9.0X 10_3Pa。
6.根据权利要求1所述的硒化亚铜的制备方法，其特征在于，使水平合成炉加热保温的过程为: 以1(T15°C /min的升温速率使高温处理区达到1120°C-1200°C，保温6-8h ;然后再以5-9.67V /min的升温速率使低温处理区的温度升温至550°C-580°C，保温6-8h。
7.根据权利要求6所述的硒化亚铜的制备方法，其特征在于，所述使水平合成炉停止保温并开始降温为:高温处理区采取程序降温的方式，以1-5°C /min的降温速率从1120°C-1200°C降至90(Tl00(rC，然后高温处理区和低温处理区一起随水平合成炉自然降温至室温。
【文档编号】C01B19/04GK103449385SQ201210170464
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2012年5月28日 优先权日:2012年5月28日
【发明者】胡智向, 卢金生, 文崇斌, 毛简, 吴广杰, 朱刘 申请人:广东先导稀材股份有限公司