PL107946B1 - Method of producing light-sensitive,fine-grained asposob wytwarzania swiatloczulego,drobnoziarnistego selenku arsenu rsenic selenide - Google Patents

Description

Opis patentowy opublikowano: 15.11.1980 107946 Int. Cl.2 C01B 1»/M C(ttB29/0t GW3G5/04 Tweiey wynalazku: Krzysztof Schmidt-Szalowski, Józef Moczulo, Wie¬ slawa Lukaszek, Bogna Klamer Uprawniony z patentu: Politechnika Warszawska, Warszawa (Polska) Sposób wytwarzania swiattoczulejo, diwfcmziamfeteg* selenku arsenu Przedmiotem* wynalazku jest sposób wytwarzania swiatlo¬ czulego, drobnoziarnistego selenku arsenu o skladzie zbfi- zonym do As^Sea.Drobnoziarnisty selenek arsenu o skladzie zblizonym do AsjSe^ jest znany jako fbtopraewodnik o duzej swiatló- czaiosct. Moze on byc stosowany do wytwarzania elemen¬ tów swiatloczulych kopiarek elektrofotograficznych.Wedlug polskiego opisu patentowego nr 66 466, w celu otrzymania elementu swiatloczulego, drobnoziarnisty se¬ lenek assesB miesza sit ze spoiwem lakierniczym o odpo- wiednisl* wiatnosciacii elektrycznych r x miciaaamy tej wytwarza sie warstwe: na odpowiednim podlozu: metalowym.Podloze to moze miec ksztalt plyty, bebna lub tasmy o wy- nrórack dostosowanych do rodzaju kopiarki, w której element: swiatloczuly ma byc zainstalowany.Wfasaoso fotoelektryczne tak otrzymanych elementów swiatloczulych zaleza miedzy innymi od postaci r waelkotci ziarna uzytego selenku arsenu. Wedlug polskich opisów patentowych nr 66 466 i nr 67 557 elementy swiatloczule o szczególnie korzystnych wlasnosciach uzyskuje sie z drob¬ noziarnistego selenku arsenu o srednicy ziarna nie wiekszej niz 1 /im.Znany sposób wytwarzania drobnoziarnistego selenku arsenu o srednicy ziarna ponizej 1 //m wedlug polskich opisów patentowych nr 67 557, 99 469 polega na rozpusz¬ czeniu litego selenku arsenu o skladzie zblizonym do As2Se3 w roztworze silnej zasady, na przyklad NaOH, a nastepnie zobojetnieniu zasady kwasem, przez co z roz¬ tworu straca sie drobnoziarnisty selenek arsenu. Lity se- lenek arsenu, który w tym procesie jest substratem, uzyskuje nr 15 20 25 sie zwykle przez stapianie selenu z arsenem w temperaturze 790—9QQ°Ck Proces syntezy sefenktr arsenu przez stapianie pierwiast¬ ków jest znany i opisany w literaturze. Selen i arsen, które w podwyzsaonej temperaturze sa lotne f latwo reaguja ztitnem powietrza, stapi* s*e zwykle w zatopionych szczek¬ nie pod próznia ampulkach kwaicow^h-.Taki sposób wytwarzania litego selenku arsenu bywa stosowany tylko w niewielkiej skali laboratoryjnej1, nato¬ miast nie jest on odpowiedni do wytwarzania tego pw- ddfcto w skali technicznej. Stapianie selenu z arsenem w ampulkaefc kwarcowych jest operacja klopotliwa, kosz¬ towna i wymaga bardzo starannej kontroli warunków procesu. V toku operacji wystepuje zagrozenie bez¬ pieczenstwa obslugi wynikajace z moznwoscr pekniecia ampulki w czasie fef ogrzewania4, przy czym do otoczenia moga przedostac mf silnie toksyczne zwiazki selenu i ar- serra. Nie znana jest dotychczas zadna mna metoda otrzy¬ mywania litego selenku arsenu na skale wieksza niz labo¬ ratoryjna.Celem wynalazku jest unikniecie niedogodnosci zwiaza¬ nych z operacja stapiania selenu z arsenem przez opraco¬ wanie sposobu wytwarzania drobnoziarnistego, swiatlo¬ czulego selenku arsenu o skladzie zblizonym do As^Se,* z selenu i arsenu w roztworze.Istota wynalazku polega na roztworzeniu mieszaniny selenu i arsenu w stosunku 1—2 mole Se na 1 mol As, korzystnie 1,5 mola Se na 1 mol As w mocnej zasadzie, korzystnie wodorotlenku sodowym lub potasowym i za¬ kwaszeniu otrzymanego alkalicznego roztworu zwiazków 107 946107 946 selenu i arsenu roztworem takim jak roztwór kwasu nie¬ organicznego lub organicznego lub nasyceniu gazowym dwutlenkiem wegla, do wytracenia drobnoziarnistego selenku arsenu.Wydajnosc procesu, zaleznie od doboru warunków, wy¬ nosi 75 do 95% w stosunku do masy substratów selenu i arsenu. Sposób wytwarzania swiatloczulego, drobnoziar¬ nistego selenku arsenu wedlug wynalazku moze byc sto¬ sowany zarówno w skali laboratoryjnej, jak i w skali te¬ chnicznej.W wyniku przeprowadzonych badan, stwierdzono ze do roztwarzania selenu i arsenu moga byc stosowane mocne zasady, przy czym korzystne jest stosowanie wodorotlenku sodowego lub potasowego. Podwyzszenie temperatury oraz mieszanie przyspiesza proces tworzenia sie rozpuszczalnych w srodowisku alkalicznym zwiazków selenu i arsenu, takich jak selenki, selenity, arseniny, seleno-arseniny i inne.W celu stracenia selenku arsenu z alkalicznego roztworu zwiazków selenu i arsenu mozna stosowac kwasy nieorga¬ niczne i organiczne, a takze gazowy dwutlenek wegla.Stosowanie kwasów organicznych ulatwia otrzymanie produktu o wysokiej czystosci. Selenek arsenu jest trwaly w srodowisku kwasnym i nie rozklada sie nawet pod wply¬ wem stezonych mocnych kwasów. Nalezy jednak unikac obecnosci w srodowisku reakcji substancji utleniajacych, np. kwasu azotowego o duzych stezeniach.Przeprowadzono badania, które wykazaly, ze otrzymany w ten sposób drobnoziarnisty selenek arsenu jest foto- przewodnikiem o duzej swiatloczulosci. Uzyto go do spo¬ rzadzania elementów swiatloczulych kopiarek elektrofoto¬ graficznych. W tym celu drobnoziarnisty selenek arsenu otrzymany sposobem wedlug wynalazku zmieszano ze spoi¬ wem lakierniczym i z mieszaniny tej sporzadzono warstwy swiatloczule na odpowiednich podlozach metalicznych o ksztalcie plyty lub bebna.Próby zastosowania tak wykonanych elementów swiatlo¬ czulych w kopiarkach elektrofotograficznych róznych typów wykazaly, ze jakosc uzyskiwanych na nich kopii jest lepsza, niz przy zastosowaniu elementów swiatloczulych zawierajacych selenek arsenu otrzymany wedlug dotych¬ czas stosowanego sposobu, przedstawionego w opisie pa¬ tentowym nr 67 557. Stwierdzono ponadto, ze elementy swiatloczule z drobnoziarnistego selenku arsenu otrzy¬ manego sposobem wedlug wynalazku moga byc z korzyscia stosowane w wysokosprawnych kopiarkach rotacyjnych.Nastepujace przyklady wyjasniaja szczególy procesu wytwarzania swiatloczulego, drobnoziarnistego selenku arsenu sposobem wedlug wynalazku.Przykladl. 1 kg czystego selenu i 0,63 kg czystego arsenu (czyli 1,5 mola Se na 1 mol As) rozpuszczono w roztworze 3 kg wodorotlenku sodowego w 2 1 wody de¬ stylowanej utrzymujac temperature roztworu 100 do 110°C.Alkaliczny roztwór zwiazków selenu i arsenu po chlodzeniu 10 15 20 25 30 35 40 45 50 przesaczono i rozcienczono przez dodanie kwasu siarkowe¬ go uzytego w nadmiarze w stosunku do uzytego wodoro¬ tlenku sodowego: 4 kg H2S04 w 12 1 wody destylowanej.Z roztworu stracil sie drobnoziarnisty selenek arsenu, który odsaczono na filtrze prózniowym i przemyto 5-krot- nie woda destylowana w celu usuniecia jonów sodowych i siarczanowych. Wydajnosc procesu wynosila 92% w sto¬ sunku do masy substratów: selenu i arsenu. Uzyskany produkt wykazywal wysoka swiatloczulosc.PrzykladH. Drobnoziarnisty selenek arsenu o szcze¬ gólnie wysokiej swiatloczulosci otrzymano przez rozpusz¬ czenie 1 kg selenu i 0,57 kg arsenu w roztworze zawierajacym 4,5 kg wodorotlenku potasowego rozpuszczonego wól wody destylowanej. W czasie rozpuszczania roztwór utrzy¬ mywano w stanie wrzenia pod chlodnica zwrotna. Otrzy¬ many roztwór przesaczono i rozcienczono jak w przykladzie I. Nastepnie alkaliczny roztwór zwiazków selenu i arsenu wprowadzono powoli, w ciagu 2 godzin do roztworu kwasu octowego zawierajacego 2,5 kg CH3COOH w 10 1 wody destylowanej. Przez caly czas roztwór mieszano energicz¬ nie za pomoca mieszadla mechanicznego utrzymujac go w stanie ruchu burzliwego. Stracony drobnoziarnisty selenek arsenu odsaczono na filtrze prózniowym i przemyto 3-krotnie woda destylowana. Uzyskano w tym procesie wydajnosc 88%.Przyklad III. Rozpuszczono 1 kg selenu i 0,7 kg arsenu w roztworze 6 kg wodorotlenku sodowego w 3 1 wody destylowanej. Roztwór przesaczono i rozcienczono jak .w przykladzie I. Nastepnie roztwór ten zakwaszono przez dodanie 6 kg kwasu mrówkowego rozpuszczonego w 12 1 wody destylowanej. Stracony drobnoziarnisty sele¬ nek arsenu odsaczono na filtrze prózniowym i przemyto 2-krotnie woda i 2-krotnie etanolem. Wydajnosc procesu wyniosla 89%.Przyklad IV. Alkaliczny roztwór zwiazków selenu i arsenu otrzymano i rozcienczono jak w przykladzie I.Roztwór ten nasycono dwutlenkiem wegla, który wprowa¬ dzono przez belkotke w ciagu 6 godzin. Z roztworu stracil sie drobnoziarnisty selenek arsenu, który odsaczono i prze¬ myto, jak w przykladzie I. Uzyskano wydajnosc 84%. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania swiatloczulego, drobnoziarnistego selenku arsenu o skladzie zblizonym do As2Se3, znamienny tym, ze mieszanine selenu i arsenu w stosunku 1—2 mole Se na 1 mol As, korzystnie 1,5 mola Se na 1 mol As, roz¬ twarza sie w mocnej zasadzie, korzystnie w wodorotlenku sodowym lub potasowym, a otrzymany alkaliczny roztwór selenu i arsenu zakwasza sie roztworem takim jak roztwór kwasu nieorganicznego lub organicznego lub nasyca dwu¬ tlenkiem wegla do wytracenia drobnoziarnistego selenku arsenu. LZG Z-d 3, te. 6fl2/lrt*/BO, liaiki. 100+20 egz. Cena 45 zl PL