Способ получения полинитрида серы

 

Союз Советских

Социепиетичееких

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()))889623 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10. 04. 80 (21)2908620/23-26 с присоединением заявки № (23) Приоритет— (51)М. Кд.

С 01 В 21/06

}Ьсударатмклый камнтвт

СССР ав делам йаобратенкй и открытия

Опубликовано 15. 12. 81. Бюллетень № 46

Дата опубликования описания 17. 12. 81 (53) ЛK546. 171 °.1(088.8) (72) Авторы изобретения

10.Г.Ерыкалов, N.Л.Хидекель, З.К.Тимохина и О.И.Шарова

Ивановский государственный университет (71) Заявитель (,54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИНИТРИДА СЕРЫ

Изобретение относится к химическому способу получения электропроводного материала полинитрида серы (SN)g †. политиаэила. Полинитрид серы (SN)g может быть использован в оптических и микроэлектронных приборах.

Наиболее близкими по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому являются способы получения полинитрида серы (SN)g из тетранитрида тетрасеры, промежуточным соединением является динитрид дисульфид. Полинитрид серы образуется нри выдерживании динитрида дисульфида в вакууме при 25-30 С в течение недели, в качестве катализатора диссоциации Q N4 до S2tJy используют серебряную вату $1) и (2), Для получения 0,6-1,0 г полинитрида серы требуется 2 г серебра. Непосредственным катализатором процесса является сульфид серебра, образующийся на поверхности серебряной ваты:

8Ag + S4N — + 4Ag 5 +. 2N>1

А92

541 14пар —.1 2S>tie (пар)

Недостатком способа является то, 5 что при использовании .серебряной ваты образуется при частичном разложении паров тетранитрида тетрасеры примесь

S4Ng — продукт темно-красного цвета, препятствующий полимериэации образу10 ющегося динитрида дисульфида в политиазил.

S4N4 (пар) — т 4S + 21)1

2S + S2N — т

Применение серебряного катализатора значительно удорожает процесс, так как порция серебра используется однократно.

Цель изобретения — предотвращение образования примеси динитрида тетрасеры и удешевление процесса.

Поставленная цель достигается тем, что в способ получения полинитрида серы путем разложения тетранитрида тетрасеры до динитрнда дисульфида на

889623

30 серебросодержащем катализаторе с последующей полимеризацией динитрида дисульфида в вакууме при комнатной температуре, в качестве катализатора используют сульфид серебра на пемзе.

При использовании в качестве катализатора сульфида серебра на пемзе происходит диссоциация тетранитрида тетрасеры до QN2 без образования примесей.

SgNg (naP) — » - дм

Отсутствие побочных процессов при получении динитрида дисульфида подтверждается неизменностью давления в реакционной системе. При использовании серебряной ваты в течение .2-3 ч происходит резкое понижение вакуума за счет выделения азота по реакциям:

4-й4+ BAN 4Ag 6+2N2

5@N4 4<+ 2! 1 .

После образования сульфида серебра на всей поверхности катализатора в аппарате устанавливается постоян- у5 ное давление, Если же в качестве катализатора используется сульфид серебра на пемзе, то давление в системе остается постоянным в продолжение всего процесса. Это свидетельствует о том, что на катализаторе Ag2S не происходит разложения тетранитрида тетрасеры на элементы.

Исследованы для сравнения и другие каталитические системы: сульфид меди, сульфид железа, сульфид цинка на пемзе. Механизм разложения тетранитрида тетрасеры на этих системах иной, чем на сульфиде серебра. Применение сульфида железа и сульфида цинка ведет к образованию не динитрида дисульфида, а неидентифицированного твердого продукта зеленого цвета. На сульфиде меди тетранитрид тетрасеры диссоциирует с образованием динитрида дисульфида и неизвестной примеси. Выход целевого продук та на сульфиде меди значительно ниже, чем на сульфиде серебра.

Преимущество способа заключается

S0 и в том, что предлагаемый катализатор может использоваться многократно, это значительно удешевляет процесс получения (SN)1(полимера. Применение сульфида серебра на 20-22 повышает выход целевогр продукта, поS скольку не расходуется исходный тетранитрид тетрасеры на образование сульфида серебра из серебряной ваты.

Для приготовления катализатора пемзу, измельченную до величины 3-4 мм, отсеивают от пыли, обрабатывают кипящей 10-llX-ной азотной кислотой в течение 10-12 мин, затем 3-5 порциями .10-11Х-ной соляной кислоты для удаления растворимых в кислоте примесей до получения бесцветного раствора. кислой вытяжки. Пемзу многократно промывают кипящей дистиллированной водой до получения отрицательной реакции на ион хлора, высушивают при о

100-120 С и прокаливают в тигельной о печи при 800 С в. течение 30 мин. Затем пемзу заливают 10-12 .-ным раствором азотнокислого серебра на 1 г пемзы 2 мл 10-12Х-ного раствора AgNO )Через сутки раствор выпаривают досуха и высушивают в сушильном шкафу при 100-120 С. Обработку азотнокислым серебром повторяют еще раз. Для двукратной обработки всего берут азотнокислого серебра от веса пемзы 40 вес.. или в пересчете на металлическое серебро 25,2 вес.X.

Обработанную раствором азотнокислого серебра и высушенную пемзу в тигле заливают 20-22Х-ным раствором сульфида натрия N S ° Через сутки раствор выпаривают, пемзу сушат и прокаливают при 500 С. Затем пемзу промывают дистиллированной водой для удаления примесей, сушат и прокаливают при о

500 С. Готовый катализатор имеет темно-серый цвет.

Можно приготовить катализатор, прокалив обработанную раствором азотнокислого серебра пемзу при 800ОС

30-40 мин. После однократного использования посеребренной пемзы в качестве катализатора диссоциации S4N4 до

S Й2 получают сульфид серебра на пем- ° зе. Этот катализатор, промытый бензоо лом и ацетоном и высушенный при 150 С, можно применять в последующих синтезах.

Пример. Получение полимерного нитрида серы (SN)y . Сйнтез гродукта проводят в аппарате, показанном на чертеже. Для синтеза используют тетранитрид тетрасеры с температурой плавления 187 С. В нижнюю часть пальца 1 загружают 1,5-2,0 г тетранитрида тетрасеры. В верхнюю часть пальца 2 помещают катализатор на пемзе из расчета 1,0-1,1 г серебра или 2,3-2,4 г сульфида серебра. Из аппарата откачивают воздух до 1О 4мм рт.ст, Темпера-! тура масляной бани 110<2 С, катали889623

Формула изобретения затора 265+ 5ОС. Динитрид дисульфид конденсируется на пальчиковом холо дильнике, содержащем жидкий азот. После испарения всего тетранитрида тетрасеры оба источника тепла убирают и у дают холоднЬму пальцу нагреться до

0 С. На этой стадии удаляют легколетучие примеси. По окончании откачивания закрывают кран и аппарат отсоединяют от вакуумной системы. Медный !Ф стержень 3 погружают B ледяную баню.

Аппарат выдерживают при комнатной температуре. На плоской поверхности 4, охлаждаемой медным стержнем, растут кристаллы динитрида дисульфида. Про- 13 должительность этого процесса 5-7 дней. Затем аппарат переносят в термостат, поддерживающий температуру 27+

Й1 С. Здесь происходит полимеризация динитрида дисульфида до полинитрида 20 серы в течение 4-6,дней. Для удаления незаполимеризовавшегося динитри,да цисульфида аппарат вновь соединяют с вакуумной системой и проводят откачивание в течение 24 ч. И

Полинитрид серы (SN)g — продукт темно-синего цвета. Кристаллы его обладают золотистым блеском.

Технические преимущества предлага емого способа получения полин трнда серы заключаются в том, что предлагаемый способ исключает возможност образования примесей, повышает выход продукта, удешевляет процесс.

Способ получения полинитрида серы путем разложения тетранитрида тетрасеры до динитрида дисульфида на серебросодержащем катализаторе с последующей полимеризацией динитрида дисульфида в вакууме при комнатной температуре, отличающийся тем, что, с целью предотвращения образования примеси динитрида тетрасерьт и удешевления процесса, в качестве серебросодержащего катализатора используют сульфид серебра на пемзе.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе !. Hikulski С.М. et J. Am.Chem.

Soc 1975, 97, У 22, 6356-6363.

2. Green R.i. 1ВМ i. Res.Develop

1977, 21, В 2, р. 99-100.

ВНИИПИ Заказ 10882/40 Тираж 508 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4