Methods for investigating the impurity composition of high-purity sulfur

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The review is devoted to examining scientific achievements in the determination of impurities, molecular compounds, and heterophase inclusions in high-purity sulfur. The known methods for determining these impurities using atomic emission spectroscopy, mass spectrometry, colorimetry, gravimetry, titrimetry, turbidimetry, conductometry, gas chromatography, IR spectroscopy, chromatography-mass spectrometry, and laser ultramicroscopy are characterized.

Full Text

Restricted Access

About the authors

M. F. Churbanov

G. G. Devyatykh Institute of Chemistry of High-Purity Substances of the Russian Academy of Sciences

Email: Sozin@ihps-nnov.ru
Russian Federation, Nizhny Novgorod

I. V. Skripachev

G. G. Devyatykh Institute of Chemistry of High-Purity Substances of the Russian Academy of Sciences

Email: Sozin@ihps-nnov.ru
Russian Federation, Nizhny Novgorod

A. Yu. Sozin

G. G. Devyatykh Institute of Chemistry of High-Purity Substances of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: Sozin@ihps-nnov.ru
Russian Federation, Nizhny Novgorod

I. I. Evdokimov

G. G. Devyatykh Institute of Chemistry of High-Purity Substances of the Russian Academy of Sciences

Email: Sozin@ihps-nnov.ru
Russian Federation, Nizhny Novgorod

References

  1. Чурбанов М. Ф. Высокочистые сера, селен, теллур / Высокочистые вещества / Под ред. Чурбанова М. Ф., Карпова Ю.А., Зломанова П.В., Федорова В.А. М.: Научный мир, 2018. 994 с.
  2. Девятых Г.Г., Чурбанов М.Ф. Высокочистые халькогены. Нижний Новгород: Издательство Нижегородского госуниверситета им. Н. И. Лобачевского, 1997. 244 с.
  3. Adam J.-L., Zhang X. Chalcogenide Glasses. Preparation, Properties and Applications. Oxford, Cambridge, Philadelphia, New Delhy: Woodhead publishing limited, 2014. 704 p.
  4. Чурбанов М.Ф. Актуальные задачи химии высокочистых веществ // Неорганические материалы. 2009. Т. 45. № 9. С. 1029. (Churbanov M.F. Relevant problems of chemistry of high-purity substances // Inorg. Mater. 2009. V. 45. № 9. P. 955.)
  5. Гаврищук Е.М., Караксина Э.В. Сравнительный анализ свойств поликристаллического сульфида цинка как материала ИК-оптики // Журн. неорг. химии. 2003. Т. 39. № 7. С. 786.
  6. Сергеева Н.М., Богданов С.П., Омаров Ш.О. Синтез и изучение люминофоров на основе твердого раствора сульфидов кадмия и цинка // Известия Санкт-Петербургского государственного технологического института (технического университета). 2018. Т. 72. № 46. С. 56.
  7. Суханов М.В., Сторожева Т.В., Евдокимов И.И., Пименов В.Г., Созин А.Ю., Котерева Т.В. Глубокая очистка моноизотопной серы 32S и 34S // Неорганические материалы. 2017. Т. 53. № 2. С. 126. (Sukhanov M.V., Storozheva T.I., Evdokimov I.I., Pimenov V.G., Sozin A.Y., Kotereva T.V. Fine purification of monoisotopic 32S and 34S // Inorg. Mater. 2017. V. 53. № 2. P. 142.)
  8. Tveryanovich Y.S., Pankin D.V., Sukhanov M.V., Churbanov M.F. Isotope effect in Raman scattering spectra of 32S8–34S8 solid mixtures // Optik. 2021. Т. 240. Article 166861.
  9. Юшкин Н.П. Минералогия и парагенезис самородной серы в экзогенных месторождениях. Л.: Наука. Ленингр. отд., 1968. 187 с.
  10. Девятых Г.Г., Чурбанов М.Ф. Определение микропримесей в халькогенах // Высокочистые вещества. 1990. № 1. С. 32.
  11. Чурбанов М.Ф., Скрипачев И.В. Получение высокочистой серы // Высокочистые вещества. 1988. № 3. С. 92.
  12. Бахмен К. Актуальные проблемы материаловедения. М.: Мир, 1982. С. 7.
  13. Девятых Г.Г., Дианов Е.М., Плотниченко В.Г., Скрипачев И.В., Чурбанов М.Ф. Волоконные световоды на основе высокочистых халькогенидных стекол // Высокочистые вещества. 1991. № 1. С. 7.
  14. Ширяев В.С., Сметанин С.В., Овчинников Д.К., Чурбанов М.Ф., Крюкова Е.Б., Плотниченко В.Г. Влияние примесей кислорода и углерода на оптическую прозрачность стекла As2S3 // Неорганические материалы. 2005. Т. 41. № 3. С. 369. (Shiryaev V.S., Smetanin S.V., Ovchinnikov D.K., Churbanov M.F., Kryukova E.B., Plotnichenko V.G. Effects of oxygen and carbon impurities on the optical transmission of As2S3 glass // Inorg. Mater. 2005. V. 41. № 3. P. 308.)
  15. Снопатин Г.Е., Матвеева М.Ю., Буцын Г.Г., Чурбанов М.Ф., Крюкова Е.Б., Плотниченко В.Г. Влияние примеси диоксида серы на оптическую прозрачность стекла As2S3 // Неорганические материалы. 2006. Т. 42. № 12. С. 1516. (Snopatin G.E., Matveeva M.Yu., Butsyn G.G., Churbanov M.F., Kryukova E.B., Plotnichenko V.G. Effect of SO2 impurity on the optical transmission of As2S3 glass // Inorg. Mater. 2006. V. 42. № 12. P. 1388.)
  16. Churbanov M.F. High-purity chalcogenide glasses as materials for fiber optics // J. Non-Cryst. Solids. 1995. V. 184. P. 25.
  17. Devyatykh G.G., Churbanov M.F., Skripachev I.V., Snopatin G.E., Dianov E.M., Plotnichenko V.G. Recent developments in As-S glass fibres // J. Non-Cryst. Solids. 1999. V. 256–257. P. 318.
  18. Snopatin G.E., Churbanov M.F., Pushkin A.A., Gerasimenko V.V., Dianov E.M., Plotnichenko V.G. High purity arsenic-sulfide glasses and fibers with minimum attenuation of 12 dB/km // J. Optoelectron. Adv. Mater. 2009. V. 3. № 7. P. 669.
  19. Churbanov M.F., Skripachev I.V., Snopatin G.E., Ketkova L.A., Plotnichenko V.G. The problems of optical loss reduction in arsenic sulfide glass IR fibers // Opt. Mater. 2020. V. 102. Article 109812.
  20. Девятых Г.Г., Карпов Ю.А., Осипова Л.И. Выставка-коллекция веществ особой чистоты. М.: Наука, 2003. 236 с.
  21. ТУ 6-09-2546-77. Сера элементарная. Марки “ос. ч.” 16-5, “ос. ч.” 14-4, “ос. ч.” 15-3. Технические условия.
  22. Менковский М.А., Яворский В.Т. Технология серы. М.: Химия, 1985. 327 с.
  23. Менковский М.А., Аренс В.Ж., Жаворонок В.И., Зыков В.А., Иванников Т.А., Костырко А.С., Мельник В.П., Певзнер М.Е. Природная сера. М.: Химия, 1972. 240 с.
  24. Егоров А.П., Шерешевский А.А., Шманков И.В. Общая химическая технология неорганических веществ. М.: Химия, 1964. 688 с.
  25. Грунвальд В.Л. Технология газовой серы. М.: Химия, 1992. 272 с.
  26. ГОСТ 127.1-93. Сера техническая. Технические условия. Минск: Издательство стандартов, 1996. 9 с.
  27. ГОСТ 127.4-93. Сера молотая для резиновых изделий и каучуков. Минск: Издательство стандартов, 1996. 10 с.
  28. ГОСТ 56249-2014. Сера газовая техническая. М.: Стандартинформ, 2019. 23 с.
  29. Бусев А.И., Симонова Л.Н. Аналитическая химия серы. Аналитическая химия элементов. М.: Наука, 1975. 272 с.
  30. ГОСТ 127.2-93. Сера техническая. Методы испытаний. Минск: ИПК Издательство стандартов, 1996. 48 с.
  31. Методы анализа веществ высокой чистоты / Под ред. Алимарина И.П. М.: Наука, 1965. 528 с.
  32. Алексеева А.Н. Современное состояние методов определения примесей в сере / Методы анализа веществ высокой чистоты. М.: Наука, 1965. С. 422.
  33. Рудневский Н.К., Малкова О.П. Спектральный метод анализа серы / Труды по химии и химической технологии. Горький: ГГУ, 1960. С. 367.
  34. Фраткин З.Г., Андреева И.Ю. Определение в сере примесей металлов // Заводск. лаборатория. 1960. Т. 26. С. 1370.
  35. Рудневский Н.К., Малкова О.П. Спектральный метод определения примесей металлов в сере высокой чистоты / Труды по химии и химической технологии. Горький: ГГУ, 1962. С. 336.
  36. Xuebo Yin, Xiaoyuan Wang, Shuai Chen, Yao Ma, Guo Kun, Zhigang Zeng. Trace element determination in sulfur samples using a novel digestion bomb prior to ICM-MS analysis // At. Spectrosc. 2018. V. 39. № 4. P. 137.
  37. Малышев А.Ю., Пименов В.Г., Зайцева Е.А. Определение примесей мышьяка, сурьмы и селена в высокочистой сере // Аналитика и контроль. 2000. Т. 4. № 4. С. 329.
  38. Гайворонский П.Е., Рябинин И.Б.. Ларин Н.В., Агафонов И.Л. Рентгенофлуоресцентное определение мышьяка, селена и теллура с предварительным концентрированием примесей / Получение и анализ чистых веществ. Горький: ГГУ, 1982. С. 85.
  39. Пименов В.Г., Фадеева Д.А., Евдокимов И.И., Лебедева Р.В. АЭС-ИСП-анализ высокочистых мышьяка, серы и селена – прекурсоров оптических халькогенидных стекол / Высокочистые вещества и материалы. Получение, анализ, применение. Тезисы докладов XV конференции. Н. Новгород, 26–29 мая 2015 г. / Под ред. Чурбанова М.Ф. Нижний Новгород: Печатная мастерская РАДОНЕЖ, 2015. 216 с.
  40. Созин А.Ю., Чурбанов М.Ф., Чернова О.Ю., Сорочкина Т.Г., Скрипачев И.В., Снопатин Г.Е. Идентификация примесей в высокочистой сере с использованием метода хромато-масс-спектрометрии // Аналитика и контроль. 2017. Т. 21. № 3. С. 225.
  41. Крылов В.А. Определение углерода, кислорода, водорода и азота в халькогенах и мышьяке высокой чистоты // Высокочистые вещества. 1994. № 5. С. 116.
  42. Bacon R., Fanelli R. Purification of sulfur // Ind. Eng. Chem. 1942. V. 34. № 9. P. 1043.
  43. Рыжкова А.А., Зайцев П.М., Варшавская Л.М., Марков А.Д. Способ определения органических примесей в сере. Патент РФ № 1807354. Заявка 4851821 от 16.07.1990, опубл. 7.04.1993.
  44. Алексеева А.Н., Шушканова И.М. Определение содержания примеси битумов в элементарной сере высокой степени чистоты // Заводск. лаборатория. 1961. Т. 27. № 7. С. 811.
  45. Murphy T.J., Clabaugh W.S. Raleigh Gilchrist. Preparation of sulfur of high purity // J. Res. Natl. Bureau Stand. – A. Phys. Chem. V. 64A. № 4. 1960. P. 355.
  46. ГОСТ 30355.1-96. Сера техническая. Определение общего содержания углерода. Титриметрический метод. М.: Изд-во стандартов. 1999. 8 с.
  47. Feher F., Lutz H.D., Obst K. Die Darstellung non hoehreinem Schwefel durch Zonenschmelzen // Z. Anal. Chem. 1967. V. 224. S. 407.
  48. Feher F., Eckhard S., Sauer K.H. Die analytische Charakteristik des kauflichen und des gereinigten Schwefels // Z. Anal. Chem. 1959. V. 168. P. 88.
  49. Малышев А.Ю., Крылов В.А., Буланов А.Д., Адамчик С.А. Газохроматографическое определение углеродсодержащих примесей в высокочистой сере // Журн. аналит. химии. 2000. Т. 55. № 7. С. 770. (Malyshev A.Yu., Krylov V.A., Bulanov A.D., Adamchik S.A. Gas-Chromatographic determination of carbon-containing impurities in high-purity sulfur // J. Anal. Chem. 2000. V. 55. № 7. P. 691.)
  50. Dowling N.I., Bernard F., Leung J., Lesage K.L. Analytical procedure for the determination of trace carbon impurity in elemental sulfur // J. Sulfur Chem. 2008. V. 29. № 2. P. 129.
  51. Чурбанов М.Ф., Чугунова С.Г., Девятых Г.Г. Газохроматографическое определение углерода в сере // Журн. аналит. химии. 1973. Т. 28. № 2. С. 385.
  52. Суханов М.В., Благин Р.Д., Вельмужов А.П. Содержание углерода в сере, летучей и нелетучей фракциях ее дистилляции // Неорганические материалы. 2021. Т. 57. № 8. С. 886. (Sukhanov M.V., Blagin R.D., Velmuzhov A.P. Carbon content of sulfur and nonvolatile sulfur distillation fractions // Inorg. Mater. 2021. V. 87. № 8. P. 843.)
  53. Адамчик С.А., Сенников П.Г., Буланов А.Д. Очистка серы от примесей углеводородов термохимическим методом // Неорганические материалы. 2000. Т. 36. № 6. С. 725. (Adamchik S.A., Sennikov P.G., Bulanov A.D. Thermochemical purification of sulfur from hydrocarbons // Inorg. Mater. 2000. V. 36. № 6. P. 599.)
  54. Susman S., Roelabd S.S., Volin K.J. The purification of elemental sulfur // J. Mater. Res. 1992. V. 7. № 6. P. 1526.
  55. Бонь М.Д., Лукаш И.К., Пяртли В.М. Количественное определение водорода в органических соединениях, содержащихся в сере // Заводск. лаборатория. 1966. № 4. С. 411.
  56. Ежелева А.Е., Малыгина Л.С., Чурбанов М.Ф. Газохроматографическое определение растворенных газов и других летучих веществ в халькогенах и халькогенидах // Журн. аналит. химии. 1982. Т. 37. № 8. С. 1502.
  57. Крылов В.А., Чурбанов М.Ф., Чернова О.Ю., Созин А.Ю. Газохроматографическое определение бензотиофенов в сере высокой чистоты // Журн. аналит. химии. 2017. Т. 72. № 6. С. 552. (Krylov V.A, Churbanov M.F., Chernova O.Y., Sozin A.Y. Gas chromatographic determination of benzothiophenes in high-purity sulfur // J. Anal. Chem. 2017. V. 72. № 6. P. 639.)
  58. Чурбанов М.Ф., Снопатин Г.Е., Созин А.Ю., Скрипачев И.В. Молекулярный состав примесей органических веществ в особо чистой сере // Неорганические материалы. 2017. Т. 53. № 9. С. 989. (Churbanov M.F., Snopatin G.E., Sozin A.Y., Skripachev I.V. Molecular composition of organic impurities in extrapure sulfur // Inorg. Mater. 2017. V. 53. № 9. P. 969.)
  59. Velmuzhov A.P., Sukhanov M.V., Churbanov M.F., Zernova N.S., Ketkova L.A., Sozin A.Yu., et al. Sulfur as the source of hydrogen impurity and heterogeneous inclusions in the Ge-Ga-S glasses // J. Non-Cryst. Solids. 2020. V. 545. P. Article 120237.
  60. Mochalov L.A., Kornev R.A., Churbanov M.F., Sennikov P.G. Investigation of the process of hydrogen reduction of 32S from 32SF6 via RF capacitive plasma discharge // J. Fluorine Chem. 2014. V. 160. № 4. P. 48.
  61. Крылов В.А., Лазукина О.П., Кеткова Л.А., Буланов А.Д., Адамчик С.А., Кобыща Д.Г. Определение взвешенных частиц субмикронного размера в высокочистой сере методом лазерной ультрамикроскопии // Журн. аналит. химии. 2000. Т. 55. № 3. С. 326. (Krylov V.A., Lazukina O.P., Ketkova L.A., Bulanov A.D., Adamchik S.A., Kobyshcha D.G. Determination of suspended particles of submicron size in high-purity sulfur using laser ultramicroscopy // J. Anal. Chem. 2000. V. 55. № 3. P. 291.)
  62. Девятых Г.Г., Чурбанов М.Ф., Ширяев В.С., Снопатин Г.Е., Герасименко В.В. Гетерофазные примесные включения в особо чистых халькогенах и мышьяке // Неорганические материалы. 1998. Т. 34. № 9. С. 1081. (Devyatykh G.G., Churbanov M.F., Shiryaev V.S., Snopatin G.E., Gerasimenko V.V. Impurity inclusions in extra-pure arsenic and chalcogens // Inorg. Mater. 1998. V. 34. № 9. P. 902.)
  63. Созин А.Ю., Крылов А.Ю., Чернова О.Ю., Сорочкина Т.Г., Буланов А.Д., Котков А.П. Некоторые перспективы развития методов анализа высокочистых летучих веществ // Журн. аналит. химии. 2023. Т. 78. № 5. С. 387. (Sozin A.Yu., Krylov V.A., Chernova O.Yu., Sorochkina T.G., Bulanov A.D., Kotkov A.P. Prospects for the development of methods for the analysis of high-purity volatile substances // J. Anal. Chem. 2023. V. 78. № 5. P. 535.)

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences