硒粉的合成与毒性

2021/2/1 10:14:08

硒元素的符号为Se,原子序34。它是一种非金属(偶尔被认为是类金属),具有的性质介于元素周期表中上下两元素硫和碲之间,且与砷也有相似性。 它罕见以元素状态存在,亦甚少在地壳中以纯化合物的矿石存在。 Selenium(来自古希腊语σελήνη(selḗnē)“月神名”)于1817年由永斯·雅各布·贝吉里斯(Jöns Jacob Berzelius)发现,他注意到此新元素与先前发现的碲(以地球命名)具有相似性质。

硒存在于金属硫化物矿石中,矿石中金属应与硫原子键结的位置,部分由硒原子取代。在商业上,硒经常是得自这些矿石的精炼过程中所产生的副产物。

合成方法

1.工业上主要从铜或铅电解时的阳极泥分离而制得。将焙烧阳极泥处理后得到二氧化硒,再进行处理制得硒。

二氧化硫还原法在搅拌下,向浓度为170g/L的二氧化硒水溶液(亚硒酸溶液,Se为130 g/L),通入经水和稀硫酸洗涤的二氧化硫气体,在75℃充分搅拌下进行还原反应,可得到200目以上六方结晶黑色微细硒粉末。

氨气还原法 将二氧化硒的蒸气用氨气在450~500℃进行还原反应,制得硒粉末。其将原料纯度为99.9%的硒粉,通过熔盐法提纯,可提高到99.99%。亦可用真空蒸馏法提纯以金属硒为原料,经区域熔融后精制而成,制得高纯硒纯度为99.999%。

2.将100g的工业品硒放入385mL浓度为40%的硝酸中,至硒不再溶解时(1~2d),将混合物在75~80℃下加热至硒完全溶解为止。过滤后将溶液蒸发至干,并将剩余物干燥以除去未反应完的HNO3。将所制得的SeO2溶解于550mL水中。过滤并将滤液蒸发至体积为90mL后缓慢冷却,即可析出亚硒酸结晶,将结晶抽干并用少量冷水洗涤,重结晶1~2次后将其溶解在经盐酸酸化后的水中(每100g亚硒酸用水1L,水中含20~30mL相对密度为1.19盐酸)。向所得的亚硒酸溶液中通入SO2使之饱和,直至硒沉淀完全(6~8h)为止。
 
将沉淀转移到布氏漏斗中抽滤,并用水洗至洗出液中用AgNO3溶液检验不出Cl-离子为止,干燥后可获得灰色结晶粉末,产率为80%~85%。将所得的粉末硒加热熔融后冷却至180℃,并在此温度下维持一段时间,不久即可形成灰硒结晶。
以金属硒为原料,经区域熔融法精制,得到纯度为99.999%的高纯硒成品。

用途

1. 用作分析试剂,如做催化剂。还用作芳香族化合物的脱氢剂,用于硒有机化合物的制备,电子、光学仪器的制造,高纯硒用于半导体生产中的外延扩散工序。

2.高纯硒用于制备ZnSe等化合物半导体,制备静电复印药粉等硒鼓材料及各种金属硒化物等。

3.用作制备硒整流器,光电管、光电池,复制无线电通讯、红外线偏光子、静电复印药粉、照相、冶金等的高纯材料。

毒性

急性毒性:LD50:6700 mg/kg(大鼠经口)大鼠经口LD50:6700mg/kg。硒对皮肤、黏膜有较强的刺激性,大量吸入可引起急性中毒。
硒元素本身的毒性低。人经常吸入低浓度硒粉尘时常有呼气带大蒜味,出现疲倦、食欲不振、消化不良、支气管炎等症状。皮肤经常接触小量硒粉能引起皮炎

生态学数据

对水是危害的,若无政府许可,勿将材料排入周围环境。

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