Phốt pho sunfua kẽm là những phốt pho mà chất cơ bản là MX trong đó M là kim loại thuộc nhóm kẽm: Mg, Zn, Cd ; X là sunfua kẽm nh Ag, Cu, Mn và Pb. Tất cả những hợp chất trên kết tinh thành hệ lập phơng nh kiểu tinh thể nh kiểu kim cơng hoặc thành hệ tám cạnh. Hai loại mạng tinh thể này không khác nhau bao nhiêu. Thí dụ sunfua kẽm có thể kết tinh thành hệ lục giác, cũng nh thành hệ tám cạnh (vuaxit).
Trong hai trờng hợp, mỗi một nguyên tử Zn đợc bao bọc bởi bốn nguyên tử S; những nguyên tử này nằm trên các đỉnh của một hình tứ diện.
Muốn điều chế phốt pho loại sunfua kẽm thờng ngời ta nung với chất kích hoạt dới dạng Clorua trong chén nung bằng thạch anh; chất cháy dùng ở đây thờng là NaCl. Chất cháy đa vào với số lợng từ 2% - 10%. Nếu cho chất cháy nhiều quá thì độ chói của phốt pho sau khi điều chế sẽ giảm. Nhiệt độ nung tốt từ 7000C - 12000 C.
Muốn có những tinh thể hình lập phơng thì nhiệt độ nung là 8000C - 9000C. Sự phụ thuộc giữa tổng quang năng W của ZnS, Cu theo nhiệt độ nung cho theo sơ đồ hình (3.1) sau. Tuy nhiên cần chú ý là đờng cong có đợc có thể rất khác nhau. Tùy theo số lợng chất cháy dùng, ngời ta có thể điều chế sunfua kẽm mà không cần chất cháy.
Nhng lúc bấy giờ nhiệt độ nung phải khá cao. Phốt pho tinh thể có đợc bằng cách này có độ chói kém hơn là phốt pho điều chế bằng phơng pháp thông thờng.
Hình 3.1- Sự phụ thuộc giữa tổng quang năng W của ZnS, Cu theo nhiệt độ
Về những chất kích hoạt của phốt pho sunfua kẽm thì cần chú ý những điểm sau. Sunfua kẽm nung với chất cháy NaCl mà không thêm các kim loại nặng Ag, Cu cũng có thể phát quang đợc. Chất kích hoạt ở đây là những nguyên tử kim loại thừa của chất cơ bản Zn và Cl. Cơ sở của việc khẳng định này là sự xuất hiện đám phát quang màn xanh da trời đặc trng cho tâm phát quang Zn.
Tuy nhiên hiện nay có giả thiết cho rằng trong trờng hợp này thành phần tâm phát quang của phốt pho ZnS.Zn có cả Cl. Rõ ràng là chất cháy có ảnh hởng rất lớn đến tính chất của phốt pho, đặc biệt là xu hớng làm thuận tiện cho sự phát quang kéo dài. Về vấn đề này tất nhiên cần có những nghiên cứu tiếp tục phải quyết một cách dứt khoát hơn ngoài chất kích hoạt riêng (Zn) đối với sunfua kẽm ngời ta thờng hay dùng chất kích hoạt Ag, Cu, Au với số lợng bé từ 10-5-10-4. Sự phát quang yếu có thể đợc dùng những chất kích hoạt nh Fe, Ni, Co trong những tr- ờng hợp đặc biệt á kim cũng có thể dùng làm chất kích hoạt.
0 800 1000 1200 t0C W
Phốt pho tinh thể Sunfua kẽm khá bền vững với những tác nhân bên ngoài nh tác dụng của nớc và hơi nớc, tác dụng của nhiệt độ hay những bức xạ, do có tính chất này mà phốt pho tinh thể sunfua kẽm đợc dùng nhiều nhất trong kỹ thuật.
Tuy nhiên dới tác dụng của tia tử ngoại, đặc biệt là khi có mặt hơi nớc thì phốt pho tinh thể sunfua kẽm dần dần bị xám đi. Phốt pho tinh thể bị xám sẽ phát quang yếu dần và đến một lúc nào đó thì thôi không phát quang. Do đó vấn đề chống xám cho phốt pho tinh thể sunfua kẽm là một vấn đề đặc biệt chú ý. Giải quyết vấn đề này đợc tốt, chúng ta sẽ tiết kiệm đợc một số nguyên vật liệu và đóng góp không nhỏ cho sự hiểu biết của chúng ta về những quá trình quang hóa xảy ra trong mạng tinh thể.
Vì vậy trong khoa học kỹ thuật, ngời ta đã chế tạo ra các loại chất nổ nhằm phục vụ cuộc sống và mục đích chiến tranh thì việc chống xám là rất cần thiết.
ở nớc ta trong những năm 60 do yêu cầu của cuộc chiến tranh chống Mỹ cứu nớc chúng ta đã sản xuất một số lợng lớn bột phố pho sunfua kẽm trong điều kiện hết sức khó khăn. Vấn đề chống xám cũng đợc nghiêm cứu và cũng đã thu đ- ợc những kết quả đáng kể.
Bây giờ ta đi sâu vào xét cụ thể loại phốt pho sunfua kẽm với chất kích hoạt Cu và Mn.