硫化鍺

性能概述基本信息主要性質(zhì)應(yīng)用應(yīng)用領(lǐng)域制備參考文獻(xiàn) 專題

中文名稱	硫化鍺
中文同義詞	硫化鍺;硫化鍺(II);一硫化鍺;硫化鍺GES;5N硫化鍺;99.999%硫化鍺
英文名稱	GERMANIUM (II) SULFIDE
英文同義詞	metel basisGermanium sulfide (GeS GeS);Germanium(II) sulfide(GeS);Germanium(Ⅱ)sulfide(GeS);GERMANIUM (II) SULFIDE;GERMANIUM MONOSULFIDE;GERMANIUM SULFIDE;Germanium sulfide (GeS);germaniumsulfide(ges)
CAS號	12025-32-0
分子式	GeS
分子量	104.69
EINECS號	234-704-6
相關(guān)類別	化工原料;原料;metal chalcogenides;Catalysis  and  Inorganic  Chemistry;ChalcogenidesChemical  Synthesis;Germanium;Materials  Science;Metal  and  Ceramic  Science
Mol文件	12025-32-0.mol
結(jié)構(gòu)式

硫化鍺 性質(zhì)

硫化鍺 用途與合成方法

性能

硫化鍺具有獨(dú)特的光學(xué)和電子變速性能，以及其高穩(wěn)定性、儲量豐富、環(huán)境友好、低毒等性能,更為重要的是其禁帶寬度小，硫化鍺薄膜具有吸收單電子的多態(tài)激子的潛力，有望應(yīng)用于新型光電探測器件。

概述

硫化鍺，是一種半導(dǎo)體材料。由鍺粉和硫蒸氣或硫化氫和硫的混合氣體反應(yīng)制取，為鍺冶金中間產(chǎn)品。硫化鍺具有價廉無毒的特點(diǎn)，是制作下一代太陽電池的理想材料；而且它還能擴(kuò)展鋰離子電池的容量，為超級電容器增加存儲。

基本信息

中文名：硫化鍺           英文名：germaniumdisulphide
分子式：GeS2            性狀：白色粉末
溶解性：不溶于水和無機(jī)酸（包括強(qiáng)酸），易溶于熱堿
穩(wěn)定性：不穩(wěn)定，高溫易升華和被氧化，在潮濕空氣或惰性氣氛中離解

主要性質(zhì)

1、硫化鍺，白色粉末。正交晶系結(jié)構(gòu)。
2、密度2.19g/cm3。熔點(diǎn)800℃。
3、熔融態(tài)為鮮棕色透明體，熔點(diǎn)5.81g/cm3。
4、不溶于水和無機(jī)酸(包括強(qiáng)酸)，易溶于熱堿，溶于氨或硫化二氨中生成亞酰胺鍺。

應(yīng)用

硫化鍺是高吸收微波輻射的物質(zhì)，因此當(dāng)采用微波輻射進(jìn)行硫化揮發(fā)時，只有其中的硫化物選擇性吸收微波輻射，產(chǎn)生瞬間高溫，使鍺與硫反應(yīng)生成硫化鍺，而硫化鍺繼續(xù)吸收微波輻射，達(dá)到升華和揮發(fā)的溫度，微波輻射透射性很強(qiáng)，而且均勻，硫化鍺的揮發(fā)效率高，也不會產(chǎn)生過高的局部高溫，所得的主要是硫化鍺，利于后續(xù)工序處理，較之煙化爐，回轉(zhuǎn)窯的間接加熱方式和通過介質(zhì)進(jìn)行熱傳導(dǎo)優(yōu)越。

應(yīng)用領(lǐng)域

太陽能電池：美國北卡羅來納州立大學(xué)的研究人員“培育”出一種粉紅的金屬硫化鍺(GeS) “納米花朵”，可以用來創(chuàng)建下一代太陽電池和超高密度的能量存儲系統(tǒng)?？茖W(xué)家在熔爐中加熱硫化鍺粉末，直到它開始蒸發(fā)氣化。一旦硫化鍺粉末的粒子游離進(jìn)入空中，便被吹到熔爐內(nèi)溫度相對低的區(qū)域，在那里沉淀固化為20～30 納米厚、100納米長的薄片。隨著越來越多的薄片不斷增加，它們開始相互分叉，形成一種看起來酷似花的結(jié)構(gòu)，最終研制出硫化鍺“納米花朵”。它盡管很小，但花瓣的形狀使其表面積變大，因此可儲存不少的能量，有望帶來一場電池革命。例如：應(yīng)用于智能手機(jī)電池。

圖：粉紅的金屬硫化鍺(GeS)“納米花朵”

硫化鍺玻璃薄膜：使用氯化鍺和正鍺酸乙脂為溶膠凝膠先驅(qū)體, 用2 種不同的操作步驟制備溶膠, 采用旋轉(zhuǎn)涂膜技術(shù)在單晶硅片和玻璃基片上制備硫化鍺薄膜；Ge 硫系玻璃薄膜也可用真空鍍膜技術(shù)如熱蒸鍍和離子濺射來制備, 這些薄膜在光電子領(lǐng)域有大量的應(yīng)用。它的低聲子能量和高折射率可導(dǎo)致低的非輻射衰減和大的發(fā)射截面, 從而獲得較高增益，是光通信和光傳感技術(shù)的高速發(fā)展和應(yīng)用的很好的集成光學(xué)器件。

制備

(1)將質(zhì)量比為2:1的碳酸鈣和純度水平為99.5％的單質(zhì)鈣的混合物和質(zhì)量比為4:3:3的純度水平為99.9％的鍺粉、二氧化鍺、一氧化鍺的混合物以摩爾比為1:1的量裝載到石英管中，在真空封管機(jī)上排出至毫托壓力，在真空下利用氫氧焰炬密封，在1000℃下退火20小時，冷卻至室溫后，將反應(yīng)產(chǎn)物在20w％的HCl溶液中攪拌5天，溫度控制在-20℃，得到產(chǎn)物后，依次用超純水，甲醇洗滌，干燥得到純化的鍺多層石墨烯類似物GeH。 (2)將上述產(chǎn)物GeH和純度水平為99.5％的硫粉以1:5的摩爾比添加到石英管中，利用真空封管機(jī)，在真空下密封，然后在800℃下退火8小時，冷卻至室溫后，依次用二硫化碳和超純水洗滌，干燥，得到層狀硫化鍺。

參考文獻(xiàn)

[1]http://baike.baidu.com/link?url=y_QROLgcQ8uTLwX31Z-wPo1trauLjhn7RCg1nYXNglwUluM9gEf2tZlzD0DiursLnvqPKEq0rlOY2G61HCcMvotVidC9RN0xBX5wVa07UgfvjZqozQMX8T92SUR-M1qS
[2] 李忠東. 太陽能研究新成果[J]. 太陽能, 2013(2):39-41.
[3] 徐鍵, 夏海平, 張約品,等. 不同先驅(qū)體溶膠-凝膠法制備的硫化鍺玻璃薄膜[J]. 硅酸鹽學(xué)報(bào), 2004, 32(8):1029-1032.

生產(chǎn)方法 

1.將鍺與硫磺在1000℃直接合成；在硫化氫氣流中將鍺加熱到850℃升華；在氫氣流中使二硫化鍺分解；使二硫化鍺與鍺一起共同加熱；使硫化氫及氫在二氧化鍺中反應(yīng)等。

2.將5g二氧化鍺置于250mL燒杯中，用水潤濕，加入25mL 10mol/L氫氧化鈉水溶液，平穩(wěn)地加熱。溶液冷卻后，用6mol/L鹽酸中和(不可沸騰，避免所生成的四氯化鍺揮發(fā))。繼續(xù)加入鹽酸直到已沉淀的氫氧化鍺重新溶解為止。將約150mL透明溶液移至500mL三角燒瓶中，加入50mL濃鹽酸(使溶液的酸度為3mol/L)。再加入25g 50％的次磷酸，在水浴上加熱2～4h。將此溶液在水中冷卻，用50～60mL濃氨水進(jìn)行中和，直到所生成的氫氧化鍺的沉淀不再消失。在加壓下向此溶液通入硫化氫直至飽和。將生成的紅棕色沉淀收集在古氏漏斗中，用以鹽酸調(diào)至微酸性的水洗滌。在五氧化二磷上進(jìn)行干燥。

安全信息

MSDS信息

硫化鍺 上下游產(chǎn)品信息

上游原料

硫磺二氧化鍺二硫化鍺鍺