Сульфид кадмия

редактировать
Сульфид кадмия
3D-модель структуры хавлеита 3D-модель структуры гринокита
Cadmium sulfide.jpg
Имена
Другие названия сульфид кадмия (II). гринокит. гавлейит. желтый кадмий
Идентификаторы
Номер CAS
3D-модель (JSmol )
ChEBI
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.013.771 Измените это в Викиданных
Номер ЕС
  • 215-147-8
Справка по Гмелину 13655
PubChem CID
Номер RTECS
  • EV3150000
UNII
номер ООН 2570
CompTox Dashboard (EPA )
InChI
SMILES
Свойства
Химическая формула CdS
Молярная масса 144,47 г · моль
Внешний видЖелтый твердое вещество от оранжевого до коричневого.
Плотность 4,826 г / см, твердое вещество.
Точка плавления 1750 ° C (3180 ° F; 2,020 K) 10 МПа
Точка кипения 980 ° C (1800 ° F; 1250 K) (сублимация )
Растворимость в вода нерастворимый
Растворимость растворим в кислоте. очень мало растворим в гидроксиде аммония
Магнитная восприимчивость (χ)-50,0 · 10 см / моль
Показатель преломления (nD)2,529
Структура
Кристаллическая структура Гексагональная, Кубическая
Термохимия
Стандартная молярная. энтропия (S 298)65 Дж · моль · K
Стандартная энтальпия образования. (ΔfH298)−162 кДж · моль
Опасности
Паспорт безопасности ICSC 0404
GHS пиктограммы GHS07: Вредно GHS08: Опасно для здоровья
Сигнальное слово GHS Опасно
Краткая характеристика опасности GHS H302, H341, H350, H361, H372, H413
Меры предосторожности GHS P201, P202, P260, P264, P270, P273, P281, P301 + 312, P308 + 313, P314, P330, P405, P501
NFPA 704 (огненный ромб)четырехцветный ромб NFPA 704 0 3 0
Температура вспышки Невоспламеняющийся
Смертельная доза или концентрация (LD, LC):
LD50(средняя доза )7080 мг / кг (крыса, перорально)
NIOSH (пределы воздействия на здоровье в США):
PEL (допустимое)[1910,1027] TWA 0,005 мг / м (в виде Cd)
REL (рекомендуется)Ca
IDLH (Непосредственная опасность)Ca [9 мг / м (в виде Cd)]
Родственные соединения
Прочие анионы Оксид кадмия. Селенид кадмия
Другое катионы сульфид цинка. сульфид ртути
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа
☑ Y (что такое ?)
Ссылки в ink

Сульфид кадмия - это неорганическое соединение с формулой CdS. Сульфид кадмия - твердое вещество желтого цвета. Он встречается в природе с двумя различными кристаллическими структурами, такими как редкие минералы гринокит и гавлеит, но более распространен в качестве примесного заместителя в цинковых рудах аналогичной структуры сфалерит и вюрцит, которые являются основными экономическими источниками кадмия. Как соединение, которое легко выделить и очистить, оно является основным источником кадмия для всех коммерческих применений. Его яркий желтый цвет привел к его использованию в качестве пигмента для желтой краски «желтый кадмий» в 18 веке.

Содержание
  • 1 Производство
    • 1.1 Пути получения тонких пленок CdS
  • 2 Реакции
  • 3 Структура и физические свойства
  • 4 Области применения
    • 4.1 Пигмент
    • 4.2 Историческое использование в искусстве
    • 4.3 Растворы CdS-CdSe
  • 5 Безопасность
  • 6 Ссылки
  • 7 Внешние ссылки
Производство

Сульфид кадмия можно получить осаждением из растворимых солей кадмия (II) с сульфид-ион. Эта реакция использовалась для гравиметрического анализа и качественного неорганического анализа.. Препаративный путь и последующая обработка продукта влияют на полиморфную форму, которая получается (т. Е. Кубическая против гексагональной). Утверждалось, что методы химического осаждения приводят к кубической форме цинковой обманки..

Производство пигмента обычно включает осаждение CdS, промывку твердого осадка для удаления растворимых солей кадмия с последующим прокаливанием (обжигом) для превращения его в гексагональной формы с последующим измельчением для получения порошка. Когда требуются селениды сульфида кадмия, CdSe осаждается совместно с CdS, и сульфоселенид кадмия образуется на стадии прокаливания.

Сульфид кадмия иногда ассоциируется с сульфатредуцирующими бактериями.

Пути разбавления пленки из CdS

Для производства пленок из CdS в качестве компонентов некоторых фоторезисторов и солнечных элементов используются специальные методы. В методе химического осаждения в ванне тонкие пленки CdS были приготовлены с использованием тиомочевины в качестве источника сульфидных анионов и буферного раствора аммония для контроля pH:

Cd + H 2 O + (NH 2)2CS + 2 NH 3 → CdS + (NH 2)2CO + 2 NH 4

Сульфид кадмия может быть получен с использованием методов металлоорганической парофазной эпитаксии и MOCVD реакцией диметилкадмия с диэтилсульфидом :

Cd (CH 3)2+ Et 2 S → CdS + CH 3CH3+ C 4H10

Другие методы получения пленок CdS включают

  • золь-гель методы
  • распыление
  • электрохимическое осаждение
  • Распыление предшественником соли кадмия, соединения серы и легирующей добавки
  • Трафаретная печать с использованием суспензии, содержащей диспергированный CdS
Реакции

Сульфид кадмия можно растворить в кислотах.

CdS + 2 HCl → CdCl 2 + H 2S

Когда растворы сульфида, содержащие диспергированные частицы CdS, облучаются светом, образуется газообразный водород:

H2S → H 2 + S ΔH f = +9,4 ккал / моль

Предлагаемый механизм включает пары электрон / дырка, возникающие при поглощении падающего света сульфидом кадмия. с последующим взаимодействием с водой и сульфидом:

Образование электронно-дырочной пары
CdS + hν → e + дырка
Реакция электрона
2e + 2H 2 O → H 2 + 2OH
Реакция дырки
2hole + S → S
Структура и физические свойства

Сульфид кадмия имеет, как и сульфид цинка, две кристаллические формы. Более стабильная гексагональная структура вюрцита (обнаружена в минерале Гринокит ) и кубическая структура цинковой обманки (обнаружена в минерале хавлейт ). В обеих этих формах атомы кадмия и серы четырехкоординированы. Существует также форма высокого давления со структурой каменной соли NaCl.

Сульфид кадмия является прямой запрещенной зоной полупроводником (зазор 2,42 эВ ). Близость его запрещенной зоны к длинам волн видимого света придает ему цветной вид.. Наряду с этим очевидным свойством появляются другие свойства:

  • проводимость увеличивается при облучении (что приводит к использованию в качестве фоторезистора )
  • в сочетании с полупроводником p-типа он образует основной компонент фотоэлектрического (солнечного ) элемента и CdS / Cu 2 S-солнечный элемент был одним из первых эффективных элементов, о которых сообщалось (1954)
  • , когда легировал, например, Cu («активатор ») и Al (« коактиватор ") CdS люминесцирует при возбуждении электронным пучком (катодолюминесценция ) и используется в качестве люминофора
  • , оба полиморфа являются пьезоэлектрическими и гексагональный также пироэлектрический
  • электролюминесценция
  • Кристаллы CdS могут действовать как усиливающая среда в твердотельном лазере
  • В тонкопленочной форме CdS можно комбинировать с другими слоями для использования в некоторых типах солнечных элементов. CdS также был одним из первых t полупроводниковые материалы, которые будут использоваться для тонкопленочных транзисторов (TFT). Однако интерес к составным полупроводникам для TFT в значительной степени ослаб после появления технологии аморфного кремния в конце 1970-х.
  • Тонкие пленки CdS могут быть пьезоэлектрическими и использоваться в качестве преобразователей, которые могут работать при частот в диапазоне ГГц.
  • Наноленты CdS демонстрируют чистое охлаждение из-за аннигиляции фононов во время антистоксовой люминесценции на ~ 510 нм. В результате было продемонстрировано максимальное падение температуры на 40 и 15 К при накачке нанолент лазером с длиной волны 514 или 532 нм.
Применения

Пигмент

Желтый сульфид кадмия-пигмент

CdS используется в качестве пигмента в пластмассах, демонстрируя хорошую термическую стабильность, устойчивость к свету и погодным условиям, химическую стойкость и высокую непрозрачность. В качестве пигмента CdS известен как желтый кадмий (желтый пигмент CI 37). По состоянию на 1982 год ежегодно производилось около 2000 тонн кадмия, что составляло около 25% промышленного производства кадмия.

Историческое использование в искусстве

Общая коммерческая доступность сульфида кадмия с 1840-х годов привела к его внедрению художниками, в частности Ван Гогом, Моне (в его лондонской серии и других работах) и Матиссом (Купальщицы у реки 1916–1919). Присутствие кадмия в красках использовалось для обнаружения подделок картин, предположительно созданных до 19 века.

Растворы CdS-CdSe

CdS и CdSe образуют друг с другом твердые растворы. Увеличение количества селенида кадмия дает пигменты, близкие к красному, например пигмент CI оранжевый 20 и пигмент CI красный 108.. Такие твердые растворы являются компонентами фоторезисторов (светозависимые резисторы) чувствительны к видимому и ближнему инфракрасному свету.

Безопасность

Сульфид кадмия токсичен, особенно опасен при вдыхании в виде пыли, а соединения кадмия в целом классифицируются как канцерогенные. Сообщалось о проблемах биосовместимости, когда CdS использовался в качестве цветов в татуировках.

Ссылки
Внешние ссылки
На Викискладе есть средства массовой информации, связанные с Сульфид кадмия.
Последняя правка сделана 2021-05-13 13:16:46
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте