硫化锰（可用于涂料和陶瓷工业的添加剂）

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更新时间：2023-05-23
硫化锰
可用于涂料和陶瓷工业的添加剂
硫化锰（MnS）作为一种P型半导体，具有较大的带宽（Eg=3.7ev），它具有三种不同的形态，分别为 α-MnS， β-MnS，γ-MnS。其中 α-MnS是绿色的，它是NaCl结构；β-MnS和 γ-MnS都是粉红色的，它们分别为闪锌矿结构和纤锌矿结构，作为一种窗口或缓冲材料在太阳能电池的应用上有巨大的潜力。
基本信息
中文名
硫化锰
消防灭火
水、二氧化碳、干粉、 砂土
化学式
MnS
摩尔质量
87.003g/mol
密度
3.99 至 4.04 g/cm³
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计算化学数据
1、疏水参数计算参考值（XlogP）：无
2、氢键供体数量：0
3、氢键受体数量：1
4、可旋转化学键数量：0
5、互变异构体数量：无
6、拓扑分子极性表面积：32.1
7、重原子数量：2
8、表面电荷：0
9、复杂度：2
10、同位素原子数量：0
11、确定原子立构中心数量：0
12、不确定原子立构中心数量：0
13、确定化学键立构中心数量：0
14、不确定化学键立构中心数量：0
15、共价键单元数量：1
结构形态
结构式：Mn S ，等轴晶体式。
MnS有α、β、γ三种形态。
α型为绿色结晶，岩盐型。a=0.5223nm，密度4.05g/cm，熔点1620℃。
β型为红色粉末，闪锌矿型，a=0.5611nm。
γ型为浅红色粉末，纤维锌矿型，a=0.3984nm，c=0.6445nm。700℃时呈p-型半导性。
选用硫脲作为硫源，产物趋向生成稳定的α相，而硫代硫酸钠作为硫源制备的产物中同时有α相和亚稳γ相，且硫脲作为硫源制备的棱锥产物形貌要好与硫代硫酸钠作为硫源制备的棱锥产物；水作溶剂生成的产物为棱锥，而乙二醇作溶剂制备产物的形貌为棒状或者棒状组成的花，且乙二醇作溶剂有利于合成亚稳相β、γ－MnS，而水作溶剂生成α- MnS；温度的提高，不仅使产物生长的更好，且使产物由β、γ-MnS向着α-MnS转变。
产品用途
用于涂料、陶瓷工业，随首高强度粉末冶金铁基材料的发展，对材料的切削性能要求也日益提高，对于碳含量C<0.8%的铁基材料，硫化锰是一种很好的添加剂。
纳米MnS作为一种很重要的磁性半导体，在短波长光电子器件中有着潜在的应用价值。
合成方法
1、取锰与硫磺按等摩尔比混合，在真空下加入石英管中，密封，于800℃下加热48～60h，冷却，则得MnS。
2、往锰和硫磺的等摩尔的混合物中加入少量碘，置入石英管中，封闭，在温度梯度为800～900℃的炉中加热后，冷却，可得产品。
3、α型：将含有少量草酸钾的二氯化锰水溶液加热沸腾，加入稍过量的氨水，再趁热通入硫化氢，开始得到绿色与红色的混合物，继续加热则变为暗绿色。为了除去共沉淀的硫磺，宜与新配制的(NH)S稀溶液共煮。反复此操作后，过滤，依次用硫化氢水溶液、乙醇、乙醚洗涤，最后在真空中于120℃下干燥。
β型：取50g乙酸锰Mn(CHCOO)·4HO溶于300mL水中，冷却后，通入硫化氢，生成的硫化锰大部分成为红棕色沉淀沉在器底，一部分在玻璃器壁上形成美丽的红色壳，储于器底的沉淀用硫化氢水溶液倾析洗涤，最后用乙醇、乙醚洗涤，于80℃进行真空干燥。
γ型：预先取20g二氯化锰MnCl·4HO煮沸，再溶解于500mL经长时间通入高纯氮的水中，加入适量氯化铵，加热至沸腾，边通入硫化氢，边加入稍过量的浓氨水，使氢氧化锰沉淀出来。继续通入硫化氢时，因沉淀表面由橙黄色变成朱红色而分离出硫化锰，故宜使沉淀变为肉红色为止。再用硫化氢水溶液倾析洗涤两次，再继续通入硫化氢，加10%氨水加热煮沸两日。接着用硫化氢水溶液倾析洗涤数次，在尽量避免接触空气的条件下，在氮气流中过滤，用乙醇与乙醚洗涤后，于80℃下真空干燥。当有硫磺同时沉淀时，可在氮气流中与二硫化碳共同煮沸以除去。
注意事项
危害性：有毒，粉尘对呼吸道有刺激性。
危险性：可燃物, 燃烧后产生的气体烟雾含有锰和硫氧化物辛辣刺激味。
消防灭火：水、二氧化碳、干粉、砂土。
环境危害：通常对水体是稍微有害的，不要将未稀释或大量产品接触地下水，水道或污水系统，未经政府许可勿将材料排入周围环境。
应用领域
1、用于涂料、陶瓷工业。
2、纳米MnS作为一种很重要的磁性半导体，在短波长光电子器件中有着潜在的应用价值。
储存运输
常温密闭避光，通风干燥。
理化性质
溶解性：能溶于稀酸，几乎不溶于水。
比重：3.99