一种生产硫化亚锡的方法技术

本发明专利技术提供了一种生产SnS的方法，使提供的锡（Sn）与浓盐酸（HCl）、硫化钠（Na2S）通过无机化学反应，便可得到粗品硫化亚锡，再精制便可得到91~99%的硫化亚锡、GR等规格的系列产品；与进口的相同质量的产品相比，价格可降低50%左右，填补了国内化学试剂市场的空白。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种化学试剂硫化亚锡的生产方法，尤其涉及一种不使用和/或不产生H2S气体的生产SnS的方法。
技术介绍
近年来由于“3E”问题的日益严重，为了解决日益严峻的能源问题，研发高效率的太阳能电池以最大限度地利用丰富的太阳能资源是目前的最佳途径之一，其中，薄膜太阳能电池具有成本低、能够大规模生产、具有高的光电转换效率等优点，已成为目前研究的主要方向。硫化亚锡(SnS，一硫化锡)的光学直接带隙和间接带隙分别为1.2 1.5eV和I. (Tl. leV，与太阳辐射中的可见光体验很好的光谱匹配，因此，非常适合用作太阳能电池·中的光吸收层，是一种非常有潜力的太阳能电池材料。SnS安全无毒，而且Sn和S两种元素含量丰富，易制成薄膜，具有高的光电转换效率，完全符合2002年“诺贝尔环境奖”获得者马丁 ·格林提出的第三代高性能薄膜太阳能电池材料的要求，因此是第三代薄膜太阳能电池的首选材料，尤其被看做是极具前景的太阳能电池吸收层和窗口层材料。此外，SnS还可以应用于烯烃聚合催化剂等领域。随着精细化工陶瓷摩擦品太阳能电池等新材料的发展，对硫化亚锡的需求也在不断增加，但是目前国内市场上很难见到国产SnS试剂，一般均采用进口 SnS，价格昂贵。目前常见的SnS的合成方法条件苛刻,如Ramakrishna Reddy K. T.等人(Thin SolidFilms, 2002, 403-404: 116-119)采用Sn与气体S高温反应，制备得到SnS，温度一般在 300 35(TC ;Ichimura M 等人(Thin Solid Films, 2002，361-362: 98-101)以 Sn 盐和Na2S2O3混合液为电解液，通过电化学沉积制备SnS薄膜；M. T. S. Nair等以氯化亚锡、硫代硫酰胺、NH3、三乙醇胺为原料进行反应制备SnS (Solar Energy Materials and SolarCells, 1998， 52: 313-334)。
技术实现思路
针对目前SnS生产条件苛刻、杂质过多、产品质量不稳定不易控制等问题，本专利技术提供了。本专利技术的第一个方面是提供，步骤包括 步骤I，提供SnCl2 ； 步骤2，使步骤I中得到的SnCl2与硫化钠反应； 步骤3，收集固体沉淀，纯化得到SnS。其中，所述SnCl2可以是市购产品，或者，锡与盐酸反应得到，或者，本专利技术优选为金属锡与浓盐酸反应得到，并优选为浓盐酸过量。其中，锡与浓盐酸反应后过滤，去除盐酸不溶物。其中，步骤2中所述反应可以是中性或碱性条件下进行，优选为在中性或弱碱性条件下进行。其中，步骤2中所述反应可以是在任意可用的溶剂中进行，本专利技术优选为以水为反应溶剂，即步骤2所述反应在水中进行。其中，更优选的步骤2中，控制生成气泡的速度和量，以防止反应物和/或反应产物溅出。因此，本专利技术第二个方面是提供一种所述生产硫化亚 锡方法的优选实施例，其中，步骤2操作方法为 分别配置SnCl2水溶液、Na2S水溶液，然后将SnCl2水溶液与Na2S水溶液混合，SnCl2与Na2S在水溶液中反应。在所述第二个方面的优选实施例中，所述混合方法更优选为将SnCl2水溶液加入到Na2S水溶液中。其中，更优选为将SnCl2水溶液滴加到Na2S水溶液中反应。其中，SnCl2水溶液浓度优选为O. 5 1M，如O. 9M，I. 0M。其中，Na2S水溶液浓度优选为O. 5 1M，如O. 9M，I. 0M。其中，Na2S可以是市购产品，如市售96%CP级Na2S · 9H20，配成溶液，过滤提纯后使用。步骤2所述反应可以是在搅拌下进行，并且优选地，当有较多小气泡向上涌动时，要立即停止加料，等反应趋缓时，开动搅拌器，继续加入剩余SnCl2溶液，直至SnCl2原料加完。步骤2中，原料加完之后，进行反应的时间没有限制，优选为f60min，更优选为5 30min,更优选为10 20min,如15min。步骤2中，反应完毕后，还可以包括静置步骤，静置时间没有限制，优选为I 60min,更优选为5 30min,更优选为10 20min,如15min。其中，似23与511(12摩尔比可以是1:1，或小于1:1，或大于1:1，优选为f I. 5:1，如1.3:1。应当注意的是，步骤2所述反应可以是在加热或不加热的情况下进行，如在环境温度下进行，优选为(T40°C条件下进行，更优选为1(T30°C条件下进行，如15°C、20°C、25°C。步骤3中所述纯化可以是任意可用的纯化方法，本专利技术优选为用水洗涤，因此本专利技术的第三个方面是提供一种所述生产硫化亚锡方法的另一种优选实施例，其中，步骤3中纯化方法为水洗涤，然后干燥。其中，所述干燥优选为真空干燥。所述真空干燥温度没有特殊限制，优选为5(T90°C，更优选为7(T90°C，如90°C。所述真空干燥时间没有特殊限制，优选为O. 5 12h，更优选为f6h，更优选为2、小时，更优选为3 4h。所述真空干燥的真空度没有特殊限制，优选为O. 05^0. 5MPa，如O. lMPa、0. 2MPa、O.3MPa。本专利技术提供的生产SnS的方法，生产过程中没有废料、废气产生，不产生H2S气体，无污染；所得产品易于纯化，纯度可提高到91、9%，可制备GR等规格的产品；与进口的相同质量的产品相比，价格可降低50%左右，填补了国内化学试剂市场的空白。附图说明图I为本专利技术实施例中制备SnS方法流程图。具体实施例方式参照附图，本专利技术所述生产SnS方法的一种实施例如下 原料 纯锡粉(99. 9% 纯度)125g，浓盐酸(AR 级)394g，Na2S (CP 级)300g。制各SnCL水溶液 取锡粉125g，加入394g浓盐酸(过量)进行反应，反应方程式如下Sn+2HCl=SnCl2+H2 该反应应当要求无明火，通风良好的情况下进行，防止生成的氢气累积，埋下安全隐 患，例如屋顶要无死角，以防氢气留在死角里。将制得的SnCl2溶液(粗品)过滤、除去盐酸不溶物。将制得的IM浓度的SnCl2溶液，置于高位容器中(有刻度、可计量)。配制IM浓度的Na2S溶液I. 3升 用市售96%CP级Na2S · 9H20配制，再过滤提纯。将精制的IM浓度的Na2S溶液I升，置于反应器中(另有O. 3升IM浓度的Na2S准备用于调节反应终点用)。制各SnS 在存有I升IM浓度Na2S溶液的反应器中，滴加IM浓度的SnCl2溶液(开始滴加速度可快些(边滴加边搅拌)，当滴加到SnCl2溶液的8(Γ90%时，要密切注意反应动向。如遇有较多小气泡向上涌动时，要立即停止加料，以防跑料。等反应趋缓时，开动搅拌器，继续慢慢滴加剩余SnCl2溶液，直至SnCl2原料加完，继续搅拌I刻钟，停止搅拌。反应方程式如下SnCl2+Na2S=SnS 丨 +2NaCl纯化 将母液离心分离出硫化亚锡，经多次洗涤后，在90°C真空环境中干燥3 4小时，送样分析。根据化验结果，分等级包装入库。产品收率为92 95%。母液中还可提取副产物NaCl。所制备的硫化亚锡技术指标见表f 3。表1，本专利技术制备的硫化亚锡广品技术指标权利要求1.，其特征在于，步骤包括 步骤I，提供SnCl2 ； 步骤2，使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产硫化亚锡的方法，其特征在于，步骤包括：步骤1，提供SnCl2；步骤2，使步骤1中得到的SnCl2与硫化钠反应；步骤3，收集固体沉淀，纯化得到SnS。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：詹式金，刘念，李珍英，
申请(专利权)人：上海精胜精细化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：