硒化亞銅的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種硒化亞銅制備的方法，包括：將單質(zhì)銅、硒按規(guī)定的且硒過(guò)量的摩爾比稱重；將單質(zhì)銅、硒分別放入兩個(gè)反應(yīng)舟內(nèi)、再分別放入到石英管的頭尾兩端；對(duì)石英管進(jìn)行抽真空并封管；將石英管水平置于具有高溫處理區(qū)和低溫處理區(qū)的水平合成爐中，其中使裝有銅單質(zhì)的反應(yīng)舟處于高溫處理區(qū)且使裝有硒單質(zhì)的反應(yīng)舟處于低溫處理區(qū)；使水平合成爐加熱保溫，高溫處理區(qū)使銅單質(zhì)及生成的硒化亞銅晶體熔融，低溫處理區(qū)使硒單質(zhì)蒸發(fā)；然后使停止水平合成爐停止保溫并開始降溫，其中高溫處理區(qū)先降溫至規(guī)定溫度，然后高溫處理區(qū)和低溫處理區(qū)一起隨水平合成爐自然降溫至室溫。本發(fā)明對(duì)設(shè)備要求低、成本低、產(chǎn)品質(zhì)量好、無(wú)毒害、無(wú)污染物。
【專利說(shuō)明】砸化亞銅的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種合成材料的制備方法，尤其涉及一種硒化亞銅的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]硒化亞銅，分子式Cu2Se,黑色立方晶體。相對(duì)密度6.749。熔點(diǎn)1113°C。溶于氰化鉀溶液。溶于鹽酸時(shí)逸出硒化氫。與硫酸作用時(shí)，發(fā)生二氧化硫氣體。可被硝酸氧化為亞硒酸銅。常作為半導(dǎo)體材料使用。
[0003]盡管業(yè)界對(duì)硒化亞銅的制備工藝有一定開發(fā)，但是依然需要進(jìn)行工藝開發(fā)，以實(shí)現(xiàn)制備工藝對(duì)設(shè)備要求低、成本低、產(chǎn)品質(zhì)量好、無(wú)毒害、無(wú)污染物。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]鑒于現(xiàn)有技 術(shù)中的問(wèn)題,本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種一種硒化亞銅制備的方法，其制備過(guò)程中無(wú)毒害。
[0005]本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種硒化亞銅制備的方法，其制備過(guò)程中無(wú)污染物。
[0006]本發(fā)明的再一個(gè)目的在于提供一種硒化亞銅制備的方法，其制備過(guò)程設(shè)備要求低、成本低。
[0007]本發(fā)明的再一個(gè)目的在于提供一種硒化亞銅制備的方法，其制備的產(chǎn)品質(zhì)量好。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提供一種硒化亞銅制備的方法，包括步驟:將單質(zhì)銅、硒按規(guī)定的且硒過(guò)量的摩爾比稱重；將單質(zhì)銅、硒分別放入兩個(gè)反應(yīng)舟內(nèi)；將兩個(gè)分別裝有單質(zhì)銅、硒的反應(yīng)舟水平分別放入到石英管的頭尾兩端；對(duì)已放置兩個(gè)反應(yīng)舟的石英管進(jìn)行抽真空并封管；將封管后的石英管水平置于具有高溫處理區(qū)和低溫處理區(qū)的水平合成爐中，其中使裝有銅單質(zhì)的反應(yīng)舟處于水平合成爐的高溫處理區(qū)且使裝有硒單質(zhì)的反應(yīng)舟處于水平合成爐的低溫處理區(qū)；使水平合成爐加熱保溫，其中高溫處理區(qū)使銅單質(zhì)及生成的硒化亞銅晶體熔融，低溫處理區(qū)使硒單質(zhì)蒸發(fā)形成硒蒸汽；然后使停止水平合成爐停止保溫并開始降溫，其中高溫處理區(qū)先降溫至規(guī)定溫度，然后高溫處理區(qū)和低溫處理區(qū)一起隨水平合成爐自然降溫至室溫。
[0009]本發(fā)明的有益效果如下。
[0010]在本發(fā)明所述的硒化亞銅制備的方法中，由于采用真空條件下封管，所以制備過(guò)程中無(wú)污染物、無(wú)毒害。
[0011]在本發(fā)明所述的硒化亞銅制備的方法中，由于采用真空條件下封管以及兩個(gè)溫度處理區(qū)，所以制備所獲得產(chǎn)品質(zhì)量好。
[0012]在本發(fā)明所述的硒化亞銅制備的方法中，由于采用的設(shè)備均為通用設(shè)備且設(shè)備數(shù)量少，故對(duì)設(shè)備要求低、成本低。
【具體實(shí)施方式】[0013]首先說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明所述的硒化亞銅制備的制備方法。
[0014]根據(jù)本發(fā)明所述的硒化亞銅制備的制備方法，包括步驟:將單質(zhì)銅、硒按規(guī)定的且硒過(guò)量的摩爾比稱?。粚钨|(zhì)銅、硒分別放入兩個(gè)反應(yīng)舟內(nèi)；將兩個(gè)分別裝有單質(zhì)銅、硒的反應(yīng)舟水平分別放入到石英管的頭尾兩端；對(duì)已放置兩個(gè)反應(yīng)舟的石英管進(jìn)行抽真空并封管；將封管后的石英管水平置于具有高溫處理區(qū)和低溫處理區(qū)的水平合成爐中，其中使裝有銅單質(zhì)的反應(yīng)舟處于水平合成爐的高溫處理區(qū)且使裝有硒單質(zhì)的反應(yīng)舟處于水平合成爐的低溫處理區(qū)；使水平合成爐加熱保溫，其中高溫處理區(qū)使銅單質(zhì)及生成的硒化亞銅晶體熔融，低溫處理區(qū)使硒單質(zhì)蒸發(fā)形成硒蒸汽；然后使水平合成爐停止保溫并開始降溫，其中高溫處理區(qū)先降溫至規(guī)定溫度，然后高溫處理區(qū)和低溫處理區(qū)一起隨水平合成爐自然降溫至室溫。
[0015]在根據(jù)本發(fā)明所述的硒化亞銅的制備方法中，優(yōu)選地，單質(zhì)銅的純度為5N，單質(zhì)硒的純度為5N。單質(zhì)銅可以為塊狀或粒狀。單質(zhì)硒可以為塊狀、粒狀或粉狀。
[0016]在根據(jù)本發(fā)明所述的硒化亞銅的制備方法中，優(yōu)選地，所述規(guī)定的且硒過(guò)量的摩爾比為銅:硒=2: (1.02-1.08)。
[0017]在根據(jù)本發(fā)明所述的硒化亞銅的制備方法中，反應(yīng)舟為石墨舟、石英舟或熏碳處理后的石英舟。
[0018]在根據(jù)本發(fā)明所述的硒化亞銅的制備方法中，優(yōu)選地，對(duì)已放置兩個(gè)反應(yīng)舟的石英管進(jìn)行抽真空達(dá)到的真空度為5.0X 10_3Pa-9.0X 10_3Pa。
[0019]在根據(jù)本發(fā)明所述的硒化亞銅的制備方法中，優(yōu)選地，使水平合成爐加熱保溫的過(guò)程為:以1(T15°C /min的升溫速率使高溫處理區(qū)達(dá)到1120°C-1200°C，保溫6-8h ;然后再以5-9.670C /min的升溫速率使低溫處理區(qū)的溫度升溫至550°C-580°C，保溫6-8h。
`[0020]在根據(jù)本發(fā)明所述的硒化亞銅的制備方法中，使水平合成爐停止保溫并開始降溫為:高溫處理區(qū)采取程序降溫的方式，以1-5°C /min的降溫速率從1120°C-1200°C降至90(Tl(KKrC，然后高溫處理區(qū)和低溫處理區(qū)一起隨水平合成爐自然降溫至室溫。
[0021]在根據(jù)本發(fā)明所述的硒化亞銅的制備方法中，反應(yīng)舟可在使用前采用本領(lǐng)域公知的技術(shù)進(jìn)行清潔處理。
[0022]其次說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明所述的硒化亞銅制備的制備方法的實(shí)施例。
[0023]實(shí)施例1
[0024]按摩爾比2: L 08稱取粒度為0.5mm的5N銅粒302.37g與5N硒塊202.87g分別放入兩個(gè)清洗干凈的石墨舟內(nèi)；然后將兩個(gè)石墨舟水平放入石英管的兩端，對(duì)石英管抽取真空至9.0X 10_3Pa后將石英管封管；將石英管水平置于兩個(gè)處理區(qū)的水平合成爐中加熱反應(yīng)，加熱方式為程序控制分溫區(qū)加熱和保溫。
[0025]高溫處理區(qū)對(duì)裝有銅的石墨舟加熱，以15°C /min升溫速率升溫至1200°C，在1200°C下保溫6h ;高溫處理區(qū)升至1200°C后低溫處理區(qū)開始對(duì)裝有硒的石墨舟加熱，以
9.67 V /min的升溫速率升溫至580°C，在580°C下保溫6h ;然后高溫處理區(qū)開始程序控制緩慢降溫至900°C，降溫速率為5°C/min，整個(gè)程序結(jié)束后(即高溫處理區(qū)降至900°C后)高、低溫處理區(qū)自然降溫至室溫后出爐，得到硒化亞銅晶體。
[0026]實(shí)施例2
[0027]按硒化亞銅摩爾比2:1.02稱取5N銅塊776.74g和粒度1.5mm的5N硒粒492.2g分別放入兩個(gè)清洗干凈的石英舟內(nèi)。然后將兩個(gè)石英舟水平放入石英管的兩端，對(duì)石英管抽取真空至7.3X10_3Pa后將石英管封管。將石英管水平置于兩個(gè)處理區(qū)的水平合成爐中加熱反應(yīng)，加熱方式為程序控制分溫區(qū)加熱和保溫。高溫處理區(qū)對(duì)裝有銅的石英舟加熱，以13°C /min升溫速率升溫至1150°C，在1150°C下保溫7h ;高溫處理區(qū)到達(dá)1150°C后低溫處理區(qū)開始對(duì)裝有硒的石英舟加熱，以6.22°C/min的升溫速率升溫至560°C，在560°C下保溫6.5h ;然后高溫處理區(qū)開始程序控制緩慢降溫至950°C，降溫速率為3.330C /min，整個(gè)程序結(jié)束后(即高溫處理區(qū)降至950°C后)高、低溫處理區(qū)自然降溫至室溫后出爐，得到硒化亞銅晶體。
[0028]實(shí)施例3
[0029]按硒化亞銅摩爾比2:1.05稱取5N銅塊543.72g與粒徑120 μ m的5N硒粉354.67g分別放入清洗干凈的石墨舟和熏碳石英舟內(nèi)。之后將石墨舟和熏碳石英舟水平放入石英管的兩端，對(duì)石英管抽取真空至5.0X 10_3Pa后將石英管封管。將石英管水平置于兩個(gè)處理區(qū)的水平合成爐中加熱反應(yīng)，加熱方式為程序控制分溫區(qū)加熱和保溫。高溫處理區(qū)對(duì)裝有銅的石墨舟加熱，以10°C /min升溫速率升溫至1120°C，在1120°C下保溫8h ;高溫處理區(qū)升溫至1120°C后低溫處理區(qū)開始對(duì)裝有硒的熏碳石英舟加熱，以5°C /min的升溫速率升溫至550°C，在550°C下保溫8h ;然后高溫處理區(qū)開始程序控制緩慢降溫至1000°C，降溫速率為
1.(TC /min，整個(gè)程序結(jié)束后(即高溫處理區(qū)降至1000°C后)高、低溫處理區(qū)自然降溫至室溫后出爐，得到硒化亞銅晶體。
[0030]最后給出實(shí)施例f 3的測(cè)試結(jié)果。
[0031]硒化亞銅晶體采用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)進(jìn)行檢測(cè)(生產(chǎn)廠家為PE公司，型號(hào)為=DRC-1I )，該設(shè)備的檢測(cè)條件為:溫度為18°C -28°C，相對(duì)濕度為30~70%，潔凈度為1000級(jí)。檢測(cè)原理:電感耦合等離子體質(zhì)譜儀檢測(cè)方式:待測(cè)元素經(jīng)過(guò)等離子體高溫電離后，以正電荷形式進(jìn)入質(zhì)量分析器，根據(jù)質(zhì)量/電荷比的差異，被檢測(cè)器接收，產(chǎn)生信號(hào)。待測(cè)元素產(chǎn)生的信號(hào)和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)該元素信號(hào)比值得出待測(cè)元素含量。
[0032]表I給出了實(shí)施例f 3的測(cè)試結(jié)果。
[0033]表I實(shí)施例廣3的硒化亞銅晶體測(cè)試結(jié)果(單位:ppm)
[0034]
【權(quán)利要求】
1.一種硒化亞銅的制備方法，包括步驟: 將單質(zhì)銅、硒按規(guī)定的且硒過(guò)量的摩爾比稱重； 將單質(zhì)銅、硒分別放入兩個(gè)反應(yīng)舟內(nèi)； 將兩個(gè)分別裝有單質(zhì)銅、硒的反應(yīng)舟水平分別放入到石英管的頭尾兩端； 對(duì)已放置兩個(gè)反應(yīng)舟的石英管進(jìn)行抽真空并封管； 將封管后的石英管水平置于具有高溫處理區(qū)和低溫處理區(qū)的水平合成爐中，其中使裝有銅單質(zhì)的反應(yīng)舟處于水平合成爐的高溫處理區(qū)且使裝有硒單質(zhì)的反應(yīng)舟處于水平合成爐的低溫處理區(qū)； 使水平合成爐加熱保溫，其中高溫處理區(qū)使銅單質(zhì)及生成的硒化亞銅晶體熔融，低溫處理區(qū)使硒單質(zhì)蒸發(fā)形成硒蒸汽； 然后使停止水平合成爐停止保溫并開始降溫，其中高溫處理區(qū)先降溫至規(guī)定溫度，然后高溫處理區(qū)和低溫處理區(qū)一起隨水平合成爐自然降溫至室溫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硒化亞銅的制備方法，其特征在于，單質(zhì)銅的純度為5N，單質(zhì)硒的純度為5N。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的 硒化亞銅的制備方法，其特征在于，所述規(guī)定的且硒過(guò)量的摩爾比為銅:硒=2: (1.02-1.08) ο
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硒化亞銅的制備方法，其特征在于，反應(yīng)舟為石墨舟、石英舟或熏碳處理后的石英舟。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硒化亞銅的制備方法，其特征在于，對(duì)已放置兩個(gè)反應(yīng)舟的石英管進(jìn)行抽真空達(dá)到的真空度為5.0X 10_3Pa-9.0X 10_3Pa。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硒化亞銅的制備方法，其特征在于，使水平合成爐加熱保溫的過(guò)程為: 以1(T15°C /min的升溫速率使高溫處理區(qū)達(dá)到1120°C-1200°C，保溫6-8h ;然后再以5-9.67V /min的升溫速率使低溫處理區(qū)的溫度升溫至550°C-580°C，保溫6-8h。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的硒化亞銅的制備方法，其特征在于，所述使水平合成爐停止保溫并開始降溫為:高溫處理區(qū)采取程序降溫的方式，以1-5°C /min的降溫速率從1120°C-1200°C降至90(Tl00(rC，然后高溫處理區(qū)和低溫處理區(qū)一起隨水平合成爐自然降溫至室溫。
【文檔編號(hào)】C01B19/04GK103449385SQ201210170464
【公開日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2012年5月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月28日
【發(fā)明者】胡智向, 盧金生, 文崇斌, 毛簡(jiǎn), 吳廣杰, 朱劉 申請(qǐng)人:廣東先導(dǎo)稀材股份有限公司