一种高纯二硫化硒的制备方法与流程

本发明涉及一种工业上用于制备高纯度二硫化硒的制备方法。

背景技术：

二硫化硒分子式为ses2，分子量143.09，熔点111℃，沸点118-119℃，为橙黄色或橙棕色粉末，略有硫化氢气味，几乎不溶于水与有机溶剂。二硫化硒具有优良的抗皮脂溢出作用与抗真菌效果，对各种溢脂性皮炎、花斑癣等疾病具有良好的疗效，对头皮屑患者也具有良好的效果，目前广泛用于各种洗护用品之中。

市面上现有4n二硫化硒的制备方法主要有两种。

一为火法合成：

在密闭石英管内按配比加入硒与硫，高温合成。其缺点在于：

1、在封管之前，需要专业的玻工将石英管内真空抽至10-5pa的负压后烧封，对设备与人员的要求很高。

2、由于硫与硒的饱和蒸汽压极高，高温合成时导致石英管内压强急剧升高，极容易发生爆炸，一根石英管内只能装入5-10g物料。

3、装料量少导致了生产成本的急剧增高，生产一公斤高纯4n二硫化硒成品成本高达10000元以上。

二为湿法合成：

用硫化钠与二氧化硒水溶液在酸性条件下生成二硫化硒。

其缺点在于二硫化硒纯度智能达到95％左右，不能满足高纯需求。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种高纯度二硫化硒的制备方法，采用4n硒为原料，在常温常压下的开放式反应釜中制备二硫化硒，对操作人员与环境十分友好，最终制成的二硫化硒纯度高达99.99％，足以满足高纯需要，且生产量大，一次出料可达十公斤以上，生产成本与原料成本十分低廉，耗时极少。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案为：一种高纯度二硫化硒的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

a.将原料硒溶解于硝酸溶液中；

b.将上述溶液中反应后的亚硒酸结晶析出；

c.将亚硒酸结晶溶解于水中并过滤，制成饱和溶液；

d.对饱和溶液进行搅拌，并向饱和溶液中加入硫化铵溶液与冰乙酸溶液，或者加入硫化氢铵溶液与冰乙酸溶液；

e.在步骤d中得到混合溶液中加入无水乙醇或者无水甲醇后继续搅拌；搅拌后静止、陈化；

f.过滤，并利用酒精对过滤物进行数次洗涤；洗涤后进行烘干。

作为一种改进，步骤a中原料硒纯度为99.99％以上；硝酸溶液为纯硝酸溶液。

作为一种改进，步骤b中通过蒸发的方式析出亚硒酸结晶。

作为一种优选，步骤c中所述的水为超纯水。

作为一种改进，步骤d中硫化铵溶液与冰乙酸溶液或者硫化氢铵溶液与冰乙酸溶液的含量为10-40％，并且硫化铵溶液与冰乙酸溶液或者硫化氢铵溶液与冰乙酸溶液的摩尔比为1∶1-1∶3；加入的速度为20-100ml/min。

作为一种优选，步骤e中无水乙醇或者无水甲醇为溶液总体积的20-70％。

作为一种优选，步骤e中搅拌的时间1.5-2.5小时。

作为一种优选，步骤e中静置陈化的时间为20-28小时。

作为一种优选，步骤f中酒精浓度为20-70％，洗涤次数为5-10次。

作为一种优选，步骤f中烘干温度为30-50℃。

本发明的有益之处在于：

1.直接采用4n或者5n高纯硒为原料，比直接用二氧化硒成本低廉，且能保证产品纯度达标。

2.使用硫化铵或者硫化氢胺作为硫源，而不采用硫化钠，避免引入杂质钠离子，产品二硫化硒中掺入的铵根离子在烘干的过程中分解为氨气挥发，不会残留，以保证产品纯度。

3.无水乙醇或无水甲醇的加入让生成的二硫化硒更好的沉淀下来，且沉淀蓬松，不结块，不包裹杂质，方便后续洗涤。

附图说明

图1为本发明的流程图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

本发明工艺流程如图1所示。

实例1：

a.将原料硒溶解于硝酸溶液中。

称取1000g的99.99％硒原料，将其完全溶解于4l优级纯的硝酸(hno3)溶液之中，其化学反应式为se+4hno3＝h2seo3+4no2↑+h2o。

b.将上述溶液中反应后的亚硒酸结晶析出。

利用蒸发的方式将溶液完全蒸干，析出白色亚硒酸结晶(h2seo3)。

c.将亚硒酸结晶溶解于水中并过滤，制成饱和溶液。

将制得的亚硒酸(h2seo3)结晶溶解于超纯水之中，过滤，制成饱和溶液。超纯水(ultrapurewater)又称up水，是指电阻率达到18mω*cm(25℃)的水。这种水中除了水分子外，几乎没有什么杂质，更没有细菌、病毒、含氯二噁英等有机物，当然也没有人体所需的矿物质微量元素，也就是几乎去除氧和氢以外所有原子的水。

d.对饱和溶液进行搅拌，并向饱和溶液中加入硫化铵溶液与冰乙酸溶液，或者加入硫化氢铵溶液与冰乙酸溶液。

搅拌所制得的饱和亚硒酸溶液，向溶液中滴加含量为10％-40％的硫化铵(nh4)2s溶液与冰乙酸溶液，控制速度为20-100ml/min，其中硫化铵与冰乙酸的摩尔比为1∶1-1∶3之间，直至溶液中无沉淀生成。其化学反应式为h2seo3+2(nh4)2s+4ch3cooh＝ses2↓+4ch3coonh4+3h2o。

也可以加入硫化氢胺nh4hs与冰乙酸溶液，其化学反应式为h2seo3+2nh4hs+2ch3cooh＝ses2↓+2ch3coonh4+3h2o。

e.在步骤d中得到混合溶液中加入无水乙醇或者无水甲醇后继续搅拌；搅拌后静止、陈化。

无水乙醇或无水甲醇为溶液总体积的20-70％，搅拌时间为1.5-2.5个小时，搅拌后静置陈化20-28小时。

加入无水乙醇或无水甲醇的目的在于让生成的二硫化硒更好的沉淀下来，且沉淀蓬松，不结块，不包裹杂质，方便后续洗涤。一些表面活性剂也能其到类似作用，本技术中就不再一一列举。

f.过滤，并利用酒精对过滤物进行数次洗涤；洗涤后进行烘干。

进行洗涤的酒精浓度最好为20-70％，通过5-10次的洗涤后，将所得过滤物在30-50℃的温度下进行烘干，即可得到1750g纯度为99.99％的二硫化硒。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种高纯度二硫化硒的制备方法，其特征在于包括以下步骤：A.将原料硒溶解于硝酸溶液中；B.将上述溶液中反应后的亚硒酸结晶析出；C.将亚硒酸结晶溶解于水中并过滤，制成饱和溶液；D.对饱和溶液进行搅拌，并向饱和溶液中加入硫化铵溶液与冰乙酸溶液，或者加入硫化氢铵溶液与冰乙酸溶液；E.在步骤D中得到混合溶液中加入无水乙醇或者无水甲醇后继续搅拌；搅拌后静止、陈化；F.过滤，并利用酒精对过滤物进行数次洗涤；洗涤后进行烘干。采用上述工艺最终制成的二硫化硒纯度高达99.99％，足以满足高纯需要。

技术研发人员：彭寿;马立云;潘锦功;傅干华;黎东升;段杰明;周毅
受保护的技术使用者：成都中建材光电材料有限公司
技术研发日：2019.01.14
技术公布日：2019.04.19