Способ получения полинитрида серы

Союз СовеииихСоциапиетичееиихРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М. Кд,С О 1 В 2106 Ъсударствакный комнтвт СССР ав делам йзобретейкй и цтхраткй(,54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИНИТРИДА СЕРЫ 1Изобретение относится к химическому способу получения электро- проводного материала полинитрида серы (5 Й) в . политиаэила. Полинитрид серы (5 Й) может быть использован в оптических и микроэлектронных приборах,Наиболее близкими по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому являются способы получения полинитрида серы (5 й)( из тетранитрида тетрасеры, промежуточным соединением является динитрид дисульфид, Полинитрид серы образуется при выдерживании динитрида дисульфида в вакууме при 25-30 С в течение недели, в качестве катализатора диссоциации 54 Й 4 до 52144 используют серебряную вату11 и 1 21, Для получения 0,6-1,0 г полинитрида серы требуется 2 г серебра. Непосредственным катализатором процесса является сульфид серебра, образующийся на поверхности серебряной ваты: 8 Ац + 54 й 4. - + 4 Ап 5 +. 2 МАщ 554 114 пар - .ь 2511 (пар)Недостатком способа является то,5что при использовании серебряной ватыобразуется при частичном разложениипаров тетранитрида тетрасеры примесь5411 - продукт темно-красного цвета,препятствующий полимериэации образу 1 Оющегося динитрида дисульфида в политиазил.5484 (пар) -45 + 2 й25 + 52 М 2 - т 582Применение серебряного катализатора значительно удорожает процесс, таккак порция серебра используется однократно,Цель изобретения - предотвращениеобразования примеси динитрида тетрасеры и удешевление процесса.Поставленная цель достигается тем,что в способ получения полинитридасеры путем разложения тетранитридатетрасеры до динитрнда дисульфида насеребросодержащем 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 М без образования примесей.10 Аод 5Вфла (пар) - 3 п 5 рОтсутствие 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; 20 40 45 50 44+-4 А 6+2 й 2 154 й 4 -46+ 2 й.После образования сульфида серебра на всей поверхности катализатора в аппарате устанавливается постоян 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 Ац 25 не происходит разложения тетранитрида тетраасеры 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 и в том, что предлагаемый катализатор может использоваться многократно, это значительно удешевляет процесс получения (5 М)1 полимера. Применениесульфида серебра на 20-22% повышает выход целевогр продукта, по 55 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 10-1%-ной азотной кислотой в течение 10-12 мин, затем 3-5 порциями .10-11%-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 прио100-120 С и прокаливают в тигельнойопечи при 800 С в. течение 30 мин. Затем пемзу заливают 10-12%-ным раствором азотнокислого серебра на 1 г пемзы 2 мл 10-12%-ного раствора АСМО ). 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 азотно- кислого серебра от веса пемзы 40 вес% или в пересчете на металлическое серебро 25,2 вес.%.Обработанную раствором азотнокислого серебра и высушенную пемзу в тигле заливают 20-22%-ным раствором сульфида натрия Ма 5. Через сутки раствор выпаривают, пемзу сушат и прокаливают при 500 фС. Затем пемзу промывают дистиллированной водой для удаления примесей, сушат и прокаливают прио500 С. Готовый катализатор имеет темно-серый цвет.Можно приготовить катализатор, прокалив обработанную раствором азотнокислого серебра пемзу при 800 ОС 30-40 мин, После однократного использования посеребренной пемзы в качестве катализатора диссоциации 54 М 4 до 2 М получают сульфид серебра на пемзе. Этот катализатор, промытый бензоо лом и ацетоном и высушенный при 150 С, можно применять в последующих синтезах.П р и м е р. Получение полимерного нитрида серы (5 М)1. 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 1 О "мм рт.ст, Температура масляной бани 1102 С, катали889623 Формула изобретения ИИПИ Заказ 10882/40 Тираж 508 Подписное илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная затора 265+5 ОСДинитрид дисульфид конденсируется на пальчиковом холо дильнике, содержащем жидкий азот. После испарения всего тетранитрида тетра- серы 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 О стерЖень 3 погружают в ледяную баню; Аппарат выдерживают при комнатной температуре. На плоской поверхности 4, охлаждаемой медным стержнем, растут кристаллы динитрида дисульфида. Про .должительность этого процесса 5-7 дней. Затем аппарат переносят в термостат, поддерживающий температуру 27+ Й 1 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. ИПолинитрид серы (5 М)- продукт темно-синего цвета. Кристаллы его обладают золотистым блеском. 4Технические 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 тетра- серы до динитрида дисульфида на серебросодержащем катализаторе с последующей полимеризацией динитрида дисульфида в вакууме при комнатной температуре, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью предотвращения образования примеси динитрида тетрасеры и удешевления процесса, в качестве серебросодержащего катализатора используют сульфид серебра на пемзе.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе