硫化锰(MnS)作为一种P型半导体,具有较大的带宽(Eg=3.7ev),它具有三种不同的形态,分别为 α-MnS, β-MnS,γ-MnS。其中 α-MnS是绿色的,它是NaCl结构;β-MnS和 γ-MnS都是粉红色的,它们分别为
闪锌矿结构和
纤锌矿结构,作为一种窗口或缓冲材料在
太阳能电池的应用上有巨大的潜力。
计算化学数据
1、疏水参数计算参考值(XlogP):无
3、氢键受体数量:1
5、互变异构体数量:无
6、拓扑分子极性表面积:32.1
7、重原子数量:2
8、表面电荷:0
9、复杂度:2
10、同位素原子数量:0
11、确定原子立构中心数量:0
12、不确定原子立构中心数量:0
13、确定化学键立构中心数量:0
14、不确定化学键立构中心数量:0
结构形态
结构式:Mn S ,等轴晶体式。
MnS有α、β、γ三种形态。
α型为绿色结晶,岩盐型。a=0.5223nm,密度4.05g/cm,
熔点1620℃。
γ型为浅红色粉末,
纤锌矿型,a=0.3984nm,c=0.6445nm。700℃时呈p-型半导性。
选用
硫脲作为硫源,产物趋向生成稳定的α相,而
硫代硫酸钠作为硫源制备的产物中同时有α相和亚稳γ相,且硫作为硫源制备的
棱锥产物形貌要好与硫代硫酸钠作为硫源制备的棱锥产物;水作
溶剂生成的产物为棱锥,而
乙二醇作溶剂制备产物的形貌为棒状或者棒状组成的花,且乙二醇作溶剂有利于合成亚稳相β、γ-MnS,而水作溶剂生成α- MnS;温度的提高,不仅使产物生长的更好,且使产物由β、γ-MnS向着α-MnS转变。
产品用途
用于涂料、陶瓷工业,随首高强度粉末冶金铁基材料的发展,对材料的切削性能要求也日益提高,对于碳含量C\u003c0.8%的铁基材料,硫化锰是一种很好的添加剂。
纳米MnS作为一种很重要的磁性半导体,在短波长光电子器件中有着潜在的应用价值。
合成方法
1、取锰与硫磺按等摩尔比混合,在真空下加入石英管中,密封,于800℃下加热48~60h,冷却,则得MnS。
2、往锰和硫磺的等
摩尔的
混合物中加入少量碘,置入石英管中,封闭,在温度梯度为800~900℃的炉中加热后,冷却,可得产品。
3、α型:将含有少量
草酸钾的
氯化锰水溶液加热沸腾,加入稍过量的
氨水,再趁热通入
硫化氢,开始得到绿色与红色的混合物,继续加热则变为暗绿色。为了除去共沉淀的硫磺,宜与新配制的(NH)S稀溶液共煮。反复此操作后,过滤,依次用硫化氢水溶液、
乙醇、
乙醚洗涤,最后在真空中于120℃下干燥。
β型:取50g乙酸锰Mn(CHCOO)·4HO溶于300mL水中,冷却后,通入硫化氢,生成的硫化锰大部分成为红棕色沉淀沉在器底,一部分在玻璃器壁上形成美丽的红色壳,储于器底的沉淀用硫化氢
水溶液倾析洗涤,最后用乙醇、乙醚洗涤,于80℃进行真空干燥。
γ型:预先取20g
氯化锰MnCl·4HO煮沸,再溶解于500mL经长时间通入高纯氮的水中,加入适量
氯化铵,加热至沸腾,边通入
硫化氢,边加入稍过量的
浓氨水,使
氢氧化锰沉淀出来。继续通入硫化氢时,因沉淀表面由橙黄色变成朱红色而分离出硫化锰,故宜使沉淀变为肉红色为止。再用硫化氢水溶液倾析洗涤两次,再继续通入硫化氢,加10%
氨水加热煮沸两日。接着用硫化氢
水溶液倾析洗涤数次,在尽量避免接触空气的条件下,在
氮气流中过滤,用
乙醇与
乙醚洗涤后,于80℃下真空干燥。当有硫磺同时沉淀时,可在氮气流中与
二硫化碳共同煮沸以除去。
注意事项
危害性:有毒,粉尘对呼吸道有刺激性。
危险性:
可燃物, 燃烧后产生的气体烟雾含有锰和硫氧化物辛辣刺激味。
环境危害:通常对水体是稍微有害的,不要将未稀释或大量产品接触地下水,水道或污水系统,未经政府许可勿将材料排入周围环境。
应用领域
1、用于涂料、陶瓷工业。
2、纳米MnS作为一种很重要的磁性半导体,在短波长光电子器件中有着潜在的应用价值。
储存运输
常温密闭避光,通风干燥。
理化性质
溶解性:能溶于稀酸,几乎不溶于水。
比重:3.99
参考资料
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