[發明專利]高純超細硫化鋅制備方法

無效

• 申請號: 200810048394.2
• 申請日: 2008-07-12
• 公開（公告）號: CN101624210A
• 公開（公告）日: 2010-01-13
• 發明（設計）人: 劉建平
• 申請（專利權）人: 黃石市高純化工技術有限公司
• 主分類號: C01G9/08
• 分類號: C01G9/08
• 代理公司: 黃石市三益專利商標事務所
• 代理人: 瞿 暉

(一)技術領域：

本發明屬于化工領域，具體是高純超細硫化鋅制備方法。

(二)背景技術：

傳統方法生產硫化鋅主要以液相沉淀法制備，液相沉淀法都是以硫酸鋅為鋅源，向其中通入硫化氫氣體，在一定的酸度、溫度和壓力條件下制備而成，ZnSO₄+H₂S＝ZnS+H₂SO₄，由于硫化鋅在硫酸溶液中的溶解性大，使部分硫化鋅粒子處于亞穩定的膠質狀態，導致硫化鋅洗滌十分困難，其轉化率也只接近50％。而且硫化鋅干燥后嚴重結塊，導致產品硫化鋅顆粒粗大且粒徑不均勻。同時更由于硫化氫氣體具有劇毒性，使生產中存在巨大的安全隱患。

為了解決上述工藝缺點，在上世紀八、九十年代，相關研究和生產部門做了大量的研究和探索。上海電子管廠等生產與科研部門采用硫脲法生產硫化鋅，其原理是將一定濃度的硫酸鋅溶液中加入硫脲，然后通過加熱溶液使硫脲在OH^-的作用下發生分解，生成S^2-，S^2-與Zn²⁺結合生成硫化鋅，其化學反應式為：

(NH₂)₂CS+2OH^-＝S^2-+NH₂CN+2H₂O

S^2-+Zn²⁺＝ZnS↓

這一技術雖然排除了硫化氫的危險性，但在溶液之中由于需要大量的堿液促進硫脲水解，導致反應體系中產生大量的可溶性無機鹽硫酸鈉和硫酸銨(或碳酸鈉和碳酸銨)，同樣需要用大量去離子水進行洗滌硫化鋅沉淀，在用乙醇進行二次洗滌后，硫化鋅產品中SO₄^2-含量仍達到0.1％以上，產品只能應用于一般照明工業中。

為了提高硫化鋅顆粒的粒徑均勻度，上世紀90年代末開始國內有關部門提出向硫酸鋅溶液中添加醋酸銨作為緩沖劑，保持硫化氫壓力在10毫米汞柱以內，通入反應體系中，經過一定時間的反應，將硫化鋅沉淀進行抽濾，然后用大量去離子水進行洗滌，然后用紅外法烘干。反應如下：

ZnSO₄+H₂S＝ZnS+H₂SO₄

這一方法中所加入的緩沖劑醋酸銨濃度達到0.5M，目的是為了維持溶液PH值不低于2.8，同時提高了硫化鋅的產率接近99％。但是粒徑的均勻度得到了相應提高。

至目前為止，在國內硫化鋅仍以上述方法繼續生產，同時為了生產出細微化(包括納米級)硫化鋅，國內外研究十分活躍。先后出現了多種制備方法，如元素直接化合法、微乳液法、水熱法、溶劑熱合成等，但這些方法均需要高溫并使用大量的有機溶劑，過程控制復雜，設備費用高等不足之處，目前均沒有實際應用實例。

(三)發明內容：

本發明的目的就是提供一種高純超細硫化鋅的制備方法，該方法的突出特點是操作方便，合成工藝簡單，轉化率高，粒徑均勻且可控制，污染小，可避免或減少液相中出現的團聚現象以及由中間步驟和高溫反應引起的粒子團聚現象。

高純超細硫化鋅制備方法，包括下述步驟：將高純度有機鋅化合物與高純度硫化銨于室溫下固相合成，合成壓力-0.1～0.1MPa，時間1-24小時，PH4～8，其中高純度有機鋅化合物與高純度硫化銨的重量份之比為3～4∶0.5～1.0，反應完成后，在-0.1～0.1MPa，0～70℃下真空干燥，即得。

所述高純度有機鋅化合物是氯化鋅、醋酸鋅、甲酸鋅中的一種。

本發明選擇有機鋅化物替代傳統原料硫酸鋅，既能夠保證工藝的順利實施，又使生產成本得到有效控制；同時，利用反應體系中附產有機銨鹽的特性，在不引入分散劑(如乙二醇、乙二胺、丙二胺)的條件下能夠保證硫化鋅顆粒粒徑分布均勻。而一旦引入分散劑，就會造成產品洗滌上的困難，對產品純度造成不利影響，同時還會增加生產成本。

本發明由于采用高純度原料(使用分析純)，反應完成后可直接進入干燥分離工序，新產物之一的有機銨鹽與粉末狀硫化鋅形成一種聚狀混合物，通過真空加熱有機銨鹽即行分解，并加以回收利用，達到與硫化鋅完全分離的目的，直接制備出高純度超細硫化鋅粉末。

本發明還可完全避免傳統工藝所造成的環境污染，確保生產過程實現污染零排放。

本發明方法制得的硫化鋅粒徑在50-200nm之間。

(四)附圖說明：

圖1是本發明工藝流程方框圖。