ઝીંક ટેલુરાઇડ (ઝેનટીઇ) ઉત્પાદન પ્રક્રિયા

ઝીંક ટેલુરાઇડ (ઝેનટીઇ), એક મહત્વપૂર્ણ II-VI સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રી, ઇન્ફ્રારેડ તપાસ, સૌર કોષો અને to પ્ટોઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે. નેનો ટેકનોલોજી અને લીલી રસાયણશાસ્ત્રમાં તાજેતરની પ્રગતિઓએ તેના ઉત્પાદનને optim પ્ટિમાઇઝ કર્યું છે. નીચે પરંપરાગત પદ્ધતિઓ અને આધુનિક સુધારણા સહિત વર્તમાન મુખ્ય પ્રવાહના ઝેડએનટીઇ ઉત્પાદન પ્રક્રિયાઓ અને કી પરિમાણો છે:
____________________________________________
I. પરંપરાગત ઉત્પાદન પ્રક્રિયા (ડાયરેક્ટ સિંથેસિસ)
1. કાચા માલની તૈયારી
• ઉચ્ચ શુદ્ધતા ઝીંક (ઝેડએન) અને ટેલ્યુરિયમ (ટીઇ): શુદ્ધતા ≥99.999% (5n ગ્રેડ), 1: 1 દા ola ગુણોત્તરમાં મિશ્રિત.
• રક્ષણાત્મક ગેસ: ઓક્સિડેશનને રોકવા માટે ઉચ્ચ શુદ્ધિકરણ આર્ગોન (એઆર) અથવા નાઇટ્રોજન (એન N).
2. પ્રક્રિયા પ્રવાહ
• પગલું 1: વેક્યૂમ ગલન સંશ્લેષણ
ઓ ક્વાર્ટઝ ટ્યુબમાં ઝેડએન અને તે પાવડર મિક્સ કરો અને ≤10⁻⁻ પીએ પર ખાલી કરો.
ઓ હીટિંગ પ્રોગ્રામ: 5-10 ° સે/મિનિટથી 500-700 ° સે તાપમાન, 4-6 કલાક માટે પકડો.
ઓ રિએક્શન ઇક્વેશન: ઝેન+ટીઇ → ΔZntezn+teΔZnte
• પગલું 2: એનિલિંગ
ઓ જાળીની ખામીને ઘટાડવા માટે 2-3 કલાક માટે 400–500 ° સે પર ક્રૂડ પ્રોડક્ટને એનલ કરો.
• પગલું 3: ક્રશિંગ અને સીવીંગ
o બલ્ક સામગ્રીને લક્ષ્ય કણ કદ (નેનોસ્કેલ માટે ઉચ્ચ- energy ર્જા બોલ મિલિંગ) પર ગ્રાઇન્ડ કરવા માટે બોલ મિલનો ઉપયોગ કરો.
3. કી પરિમાણો
• તાપમાન નિયંત્રણ ચોકસાઈ: ± 5 ° સે
• ઠંડક દર: 2–5 ° સે/મિનિટ (થર્મલ તાણ તિરાડો ટાળવા માટે)
• કાચા માલના કણોનું કદ: ઝેડએન (100-200 મેશ), ટીઇ (200–300 મેશ)
____________________________________________
Ii. આધુનિક સુધારેલી પ્રક્રિયા (સોલ્વોથર્મલ પદ્ધતિ)
સોલ્વોથર્મલ પદ્ધતિ એ નેનોસ્કેલ ઝેનટીઇના ઉત્પાદન માટે મુખ્ય પ્રવાહની તકનીક છે, જે નિયંત્રિત કણોના કદ અને ઓછા energy ર્જા વપરાશ જેવા ફાયદા આપે છે.
1. કાચા માલ અને દ્રાવક
• પૂર્વવર્તીઓ: ઝીંક નાઇટ્રેટ (ઝેડએન (NO₃) ₂) અને સોડિયમ ટેલ્યુરાઇટ (નાટીઓ) અથવા ટેલ્યુરિયમ પાવડર (ટીઇ).
Angitions એજન્ટોને ઘટાડવું: હાઇડ્રેઝિન હાઇડ્રેટ (n₂h₄ · h₂o) અથવા સોડિયમ બોરોહાઇડ્રાઇડ (NABH₄).
• સોલવન્ટ્સ: ઇથિલિનેડીઆમાઇન (ઇડીએ) અથવા ડીયોનાઇઝ્ડ વોટર (ડીઆઈ વોટર).
2. પ્રક્રિયા પ્રવાહ
• પગલું 1: પુરોગામી વિસર્જન
ઓ ઝેડએન (NO₃) ₂ વિસર્જન કરો ₂ અને નાટીઓ ₃ એ 1: 1 દા ola ગુણોત્તરમાં હલાવતા હેઠળના દ્રાવકમાં.
• પગલું 2: ઘટાડો પ્રતિક્રિયા
o ઘટાડતા એજન્ટ (દા.ત., n₂h₄ · h₂o) ઉમેરો અને ઉચ્ચ-દબાણવાળા oc ટોકલેવમાં સીલ કરો.
ઓ પ્રતિક્રિયા શરતો:
 તાપમાન: 180-2220 ° સે
 સમય: 12-24 કલાક
 દબાણ: સ્વ-ઉત્પન્ન (3-5 એમપીએ)
ઓ રિએક્શન ઇક્વેશન: ઝેડએન 2 ++ ટીઇઓ 32−+ઘટાડવાનું એજન્ટ → ઝેનટીઇ+બાયપ્રોડક્ટ્સ (દા.ત., એચઓ, એન) ઝેન 2 ++ ટીઇઓ 32−+ઘટાડવાનું એજન્ટ → ઝેનટીઇ+બાયપ્રોડક્ટ્સ (દા.ત., એચઓ, એન)
• પગલું 3: સારવાર પછી
ઓ ઉત્પાદનને અલગ કરવા માટે સેન્ટ્રીફ્યુજ, ઇથેનોલ અને ડી પાણીથી 3-5 વખત ધોવા.
o વેક્યૂમ હેઠળ સૂકા (4-6 કલાક માટે 60-80 ° સે).
3. કી પરિમાણો
• પુરોગામી સાંદ્રતા: 0.1–0.5 મોલ/એલ
• પીએચ નિયંત્રણ: 9–11 (આલ્કલાઇન પરિસ્થિતિઓ પ્રતિક્રિયા તરફેણ કરે છે)
• કણો કદ નિયંત્રણ: દ્રાવક પ્રકાર દ્વારા સમાયોજિત કરો (દા.ત., ઇડીએ નેનોવાયર્સ આપે છે; જલીય તબક્કા નેનોપાર્ટિકલ્સ આપે છે).
____________________________________________
Iii. અન્ય અદ્યતન પ્રક્રિયાઓ
1. કેમિકલ વરાળ જુબાની (સીવીડી)
• એપ્લિકેશન: પાતળા-ફિલ્મની તૈયારી (દા.ત., સૌર કોષો).
• પુરોગામી: ડાયેથિલઝિંક (ઝેડએન (સી ₂) ₂) અને ડાયેથિલ્ટેલ્યુરિયમ (તે (સીએએચ) ₂).
• પરિમાણો:
ઓ જુબાની તાપમાન: 350–450 ° સે
ઓ વાહક ગેસ: એચ/એઆર મિશ્રણ (પ્રવાહ દર: 50-100 એસસીસીએમ)
ઓ દબાણ: 10⁻² - 10⁻ ટોર
2. યાંત્રિક એલોયિંગ (બોલ મિલિંગ)
• સુવિધાઓ: દ્રાવક મુક્ત, ઓછા-તાપમાન સંશ્લેષણ.
• પરિમાણો:
ઓ બોલ-ટુ-પાઉડર રેશિયો: 10: 1
ઓ મિલિંગ સમય: 20-40 કલાક
ઓ રોટેશન સ્પીડ: 300–500 આરપીએમ
____________________________________________
Iv. ગુણવત્તા નિયંત્રણ અને લાક્ષણિકતા
1. શુદ્ધતા વિશ્લેષણ: ક્રિસ્ટલ સ્ટ્રક્ચર માટે એક્સ-રે ડિફરક્શન (એક્સઆરડી) (2θ ≈25.3 ° પર મુખ્ય શિખર).
2. મોર્ફોલોજી નિયંત્રણ: નેનોપાર્ટિકલ કદ (લાક્ષણિક: 10-50 એનએમ) માટે ટ્રાન્સમિશન ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપી (TEM).
3. એલિમેન્ટલ રેશિયો: ઝેડએન ≈1: 1 ની પુષ્ટિ કરવા માટે Energy ર્જા-વિખેરી નાખેલી એક્સ-રે સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી (ઇડીએસ) અથવા પ્રેરક રીતે જોડાયેલા પ્લાઝ્મા માસ સ્પેક્ટ્રોમેટ્રી (આઈસીપી-એમએસ).
____________________________________________
વી. સલામતી અને પર્યાવરણીય વિચારણા
1. કચરો ગેસ ટ્રીટમેન્ટ: આલ્કલાઇન સોલ્યુશન્સ (દા.ત., નાઓએચ) સાથે હેટને શોષી લો.
2. દ્રાવક પુન recovery પ્રાપ્તિ: નિસ્યંદન દ્વારા રિસાયકલ ઓર્ગેનિક સોલવન્ટ્સ (દા.ત., ઇડીએ).
3. રક્ષણાત્મક પગલાં: ગેસ માસ્ક (હેટ પ્રોટેક્શન માટે) અને કાટ-પ્રતિરોધક ગ્લોવ્સનો ઉપયોગ કરો.
____________________________________________
Vi. પ્રૌદ્યોગિક વલણો
• લીલો સંશ્લેષણ: કાર્બનિક દ્રાવક વપરાશને ઘટાડવા માટે જલીય-તબક્કાની સિસ્ટમોનો વિકાસ કરો.
Op ડોપિંગ ફેરફાર: ક્યુ, એજી, ઇટીસી સાથે ડોપિંગ દ્વારા વાહકતામાં વધારો
• મોટા પાયે ઉત્પાદન: કિલો-સ્કેલ બેચ પ્રાપ્ત કરવા માટે સતત-પ્રવાહ રિએક્ટર્સને અપનાવો.