專利名稱：硒化氫的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于有機化工生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種硒化氫氣體的制備方法。

背景技術(shù)：
硒化氫氣體主要應(yīng)用于無機或有機含硒化合物的合成，提供硒元素。大家知道，硒元素對人體具有特殊的活性，特別是含有硒化物的物質(zhì)對癌細胞具有活性，因而有廣泛的醫(yī)學(xué)和藥用前景。另外，高純硒化氫可做為半導(dǎo)體摻雜氣和制作等用途。
一般制備硒化氫的方法有 用硒單質(zhì)和氫直接反應(yīng)合成硒化氫 H2+Se→H2Se 硒化物與水反應(yīng)得到硒化氫，如硒化鋁的水解 2Al+3Se→Al2Se3 Al2Se3+H2O→H2Se+Al(OH)3 以及硒與烴類高溫反應(yīng)等。
其中硒單質(zhì)和氫直接反應(yīng)合成硒化氫是通用方法，但由于其投資較大，特別不適用一般的化學(xué)合成方面的需要，同時硒化氫是一種毒性極大的氣體，很不易儲存和運輸，所以使用硒化氫是一件困難的事情。
采用硒化物水解的方法合成硒化氫，一般的硒化物是硒化鋁，由硒化鋁和水反應(yīng)生成硒化氫，這個反應(yīng)過程比較容易控制，是實驗室通用的制備方法。
硒同烴類高溫反應(yīng)合成硒化物的方法很少采用。
中國專利CN200710011160.6提到的硒化氫的制備是采用硒化鋁水解的方法以及“北京化工大學(xué)”郭世菊的碩士論文《硒化氫的合成工藝及硒化氫氣體的標準物質(zhì)的研究》采用首先合成出硒化鋁，硒化鋁再水解合成出硒化氫。但是硒化鋁比較活潑，很容易和空氣中的水分發(fā)生水解而生成劇毒的硒化氫，導(dǎo)致硒化鋁不易儲存和運輸。由硒化鋁和水反應(yīng)生成硒化氫的方法，一般過程是首先合成出硒化鋁，合成出的硒化鋁必須密封，嚴禁和空氣接觸，合成硒化鋁的過程嚴重污染環(huán)境，合成反應(yīng)的容器會長時間殘留硒化鋁異味。但是合成出硒化鋁需要裝填到硒化鋁水解的反應(yīng)容器中去，這個過程很難保證硒化鋁完全隔離空氣，因此通過硒化鋁水解合成硒化氫的方法對環(huán)境的污染是難以承受的，這種合成硒化氫的方法會嚴重污染環(huán)境，在市場上也很難買到現(xiàn)成硒化鋁這種商品。
通過以上方法獲得的硒化氫存在環(huán)境污染問題或者極大的設(shè)備投資，以及劇毒硒化氫在儲存、運輸?shù)确矫胬щy，極大的限制了硒化氫的應(yīng)用，尤其在有機、無機合成方面對硒化氫的應(yīng)用需求，限制了對含硒化合物的合成研究、開發(fā)。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種新的制備硒化氫的方法，可以很方便隨用隨時制備，尤其可以滿足有機、無機合成方面的對硒元素的需要，安全簡單，克服現(xiàn)有的活潑硒化物水解合成硒化氫的過程所造成環(huán)境污染的缺點，以及克服硒單質(zhì)和氫直接反應(yīng)合成硒化氫需要比較大的設(shè)備投資的缺點。
本發(fā)明的技術(shù)方案包含以下步驟 a.硒化鋅加到反應(yīng)器中，用高純惰性氣體吹掃整個系統(tǒng)，除去系統(tǒng)中的空氣；加熱反應(yīng)器到50～120℃，滴加質(zhì)量分數(shù)5％～100％的酸，控制硒化鋅與酸的摩爾比為(0.1～10)∶1； b.酸滴加完畢后，得到的氣體經(jīng)過水洗、干燥處理后進入浸泡在冷井中的接受瓶中。
硒化鋅與酸反應(yīng)后的殘液處理方法是加入少量的雙氧水，除去液體中的殘留硒化氫，過量的雙氧水與硒化氫反應(yīng)生成穩(wěn)定的單質(zhì)硒，殘液經(jīng)過濾可以全部回收單質(zhì)硒，解決反應(yīng)殘液污染問題。過氧化氫與硒化氫反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)式為 H2O2+H2Se→Se↓+H2O 本發(fā)明的化學(xué)反應(yīng)式為 ZnSe+2H+→H2Se↑+Zn2+ 所述的酸可以是氫鹵酸或硫酸，優(yōu)選鹽酸或硫酸。
所述酸的質(zhì)量分數(shù)最好是30％～50％。
所述硒化鋅與酸的摩爾比最好為1∶(1.1～2)。
所述反應(yīng)溫度最好為80～100℃。
所述冷井的溫度最好為-80～-110℃。
反應(yīng)結(jié)束后，向所述反應(yīng)器中的殘留液體滴加雙氧水，除去液體中的硒化氫，回收單質(zhì)硒，并且雙氧水反應(yīng)產(chǎn)生的氧氣可以除去系統(tǒng)內(nèi)的硒化氫氣體。
本法明采用的硒化物為硒化鋅，硒化鋅比較穩(wěn)定，在空氣和水中穩(wěn)定，很容易儲存、運輸，可以很方便地制備。因為硒化鋅比較穩(wěn)定，所以硒化鋅不與水反應(yīng)，常溫下也不與非氧化性酸反應(yīng)，甚至稀硝酸在常溫下也不與硒化鋅反應(yīng)。
硒化鋅與酸反應(yīng)合成硒化氫，這種合成硒化氫的方法設(shè)備簡單，這種由硒化鋅同酸反應(yīng)合成硒化氫的方法，操作條件溫和，合成過程很好控制，解決了由硒化鋁和水反應(yīng)合成硒化氫的方法由于合成硒化鋁以及在使用硒化鋁的過程中所帶來的環(huán)境污染問題以及其它方法所需極大的設(shè)備投資。



圖1為本發(fā)明的優(yōu)選的制備硒化氫的流程簡圖。
1.氮氣；2.反應(yīng)器；3.加熱器；4.洗液器；5.水洗器；6.干燥器；7.接收瓶；8.冷井。

具體實施例方式 實施例1 10克硒化鋅加到反應(yīng)器2中，用高純氮氣吹掃整個系統(tǒng)，除去系統(tǒng)中的空氣；用加熱器3加熱反應(yīng)器2到80℃，滴加20毫升的30％濃鹽酸，一個小時滴加完畢，氣體經(jīng)過洗液器4，水洗器5以及干燥器6處理后進入接收瓶7，接收瓶7浸泡在冷井8中，冷井的溫度控制在-110℃。用氣相色譜檢驗硒化氫純度為95％(體積分數(shù))，收率76％。反應(yīng)結(jié)束后，向反應(yīng)器2中的液體滴加5毫升雙氧水，除去液體中的硒化氫。
實施例2 10克硒化鋅加到反應(yīng)器2中，用高純氮氣吹掃整個系統(tǒng)，除去系統(tǒng)中的空氣；用加熱器3加熱反應(yīng)器2到80℃，滴加30毫升的30％硫酸，一個小時滴加完畢，氣體經(jīng)過洗液器4，水洗器5以及干燥器6處理后進入接受瓶7，接受瓶7浸泡在冷井8中，冷井的溫度控制在-100℃。用氣相色譜檢驗硒化氫純度為95％(體積分數(shù))，收率70％。反應(yīng)結(jié)束后，向反應(yīng)器2中的液體滴加5毫升雙氧水，除去液體中的硒化氫。
實施例3 500克硒化鋅加到反應(yīng)器2中，用高純氮氣除去系統(tǒng)中的空氣。用加熱器3加熱反應(yīng)器2到80℃，開始滴加1000毫升30％濃鹽酸，控制反應(yīng)過程，約3小時滴加完畢，生成的氣體經(jīng)經(jīng)過洗液器4，水洗器5以及干燥器6處理后進入接受瓶7，接受瓶7浸泡在冷井8中，冷井的溫度控制在-80℃。得到205克硒化氫，純度大于95％(體積分數(shù))，收率80％。反應(yīng)結(jié)束后，向反應(yīng)器2中的液體滴加20毫升雙氧水，除去液體中的硒化氫。
權(quán)利要求
1.一種硒化氫的制備方法，其特征在于，包含以下步驟
a.硒化鋅加到反應(yīng)器中，用高純惰性氣體吹掃整個系統(tǒng)，除去系統(tǒng)中的空氣；加熱反應(yīng)器到50～120℃，滴加質(zhì)量分數(shù)為5％～100％的酸，控制硒化鋅與酸的摩爾比為(0.1～10)∶1；
b.酸滴加完畢后，得到的氣體經(jīng)過水洗、干燥處理后進入浸泡在冷井中的接收瓶中。
2.如權(quán)利要求1中所述的硒化氫的制備方法，其特征在于，所述的酸是選自氫鹵酸和硫酸中的一種。
3.如權(quán)利要求2中所述的硒化氫的制備方法，其特征在于，所述的酸是鹽酸或硫酸。
4.如權(quán)利要求1或2中所述的硒化氫的制備方法，其特征在于，所述酸的質(zhì)量分數(shù)為30％～50％。
5.如權(quán)利要求1中所述的硒化氫的制備方法，其特征在于，所述反應(yīng)溫度為80～100℃。
6.如權(quán)利要求1中所述的硒化氫的制備方法，其特征在于，所述硒化鋅與酸的摩爾比為1∶1.1～1∶2。
7.如權(quán)利要求1中所述的硒化氫的制備方法，其特征在于，所述冷井的溫度為-80～-110℃。
8.如權(quán)利要求1中所述的硒化氫的制備方法，其特征在于，反應(yīng)結(jié)束后向所述反應(yīng)器中的殘留液體滴加雙氧水，除去液體中的硒化氫，回收單質(zhì)硒，并且雙氧水反應(yīng)產(chǎn)生的氧氣可以除去系統(tǒng)內(nèi)的硒化氫氣體。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種硒化氫的制備方法，采用硒化鋅與酸反應(yīng)合成硒化氫，其反應(yīng)溫度為50～200℃，硒化鋅與酸的摩爾比為10∶1～0.1∶1。本發(fā)明設(shè)備操作簡單，這種由硒化鋅與酸反應(yīng)合成硒化氫的方法，操作條件溫和，合成過程很好控制，解決了由硒化鋁和水反應(yīng)合成硒化氫的方法需要在合成硒化鋁的過程以及在使用硒化鋁的過程中所帶來的環(huán)境污染問題以及其它方法所需極大設(shè)備投資問題。
文檔編號C01B19/04GK101811676SQ201010178368
公開日2010年8月25日 申請日期2010年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月21日
發(fā)明者徐永峰, 宋喜東, 梁肅臣, 岳成君 申請人:光明化工研究設(shè)計院