二硫化钼
二硫化钼 | |
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IUPAC名 Molybdenum(IV) disulfide 二硫化钼(IV) | |
别名 | 硫化钼 辉钼矿 |
识别 | |
CAS号 | 1317-33-5 ![]() |
PubChem | 14823 |
ChemSpider | 14138 |
SMILES |
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InChI |
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InChIKey | CWQXQMHSOZUFJS-FRBXWHJUAU |
ChEBI | 30704 |
RTECS | QA4697000 |
性质 | |
化学式 | MoS2 |
摩尔质量 | 160.07 g·mol⁻¹ |
外观 | 灰黑色粉末 |
密度 | 5.060 g/cm3 |
熔点 | 1185 °C |
溶解性(水) | 难溶于水 |
结构 | |
晶体结构 | 六方,hP6,P63/mmc,No 194 |
配位几何 | 八面体(MoIV) 三角锥(S2−) |
危险性 | |
NFPA 704 | |
若非注明,所有数据均出自标准状态(25 ℃,100 kPa)下。 |
二硫化钼是一种由钼和硫两种元素组成的化合物,化学式为MoS2。这种化合物属于过渡金属二硫族化合物,它有银黑色光泽,在自然界中以辉钼矿的形式存在,辉钼矿是最常见的含钼元素矿石。二硫化钼晶体通常情况下以粉末形式存在,它不溶于稀酸也不易被氧化。从外表上来看,二硫化钼和石墨很像,以其低摩擦系数和高坚固性常被用作固体润滑剂。[1]块状二硫化钼固体是一种和硅类似的抗磁性间接带隙半导体,能带间隙为1.23eV。[2]结晶粉末。
性质
[编辑]物理性质
[编辑]结构特点
[编辑]所有的二硫化钼晶体都是层状晶体,两层硫原子平面之间夹着一层钼原子平面,这构成了单层二硫化钼平面,块状二硫化钼是由单层二硫化钼平面堆叠而成,层间通过范德华力相连。[3]
二硫化钼晶体在自然界中有两种结构,分别属于六方晶体(2H-MoS2)和三方晶体(3R-MoS2)。[3]另外还有一种亚稳态晶相(1T-MoS2)属于四方晶系。
力学性质
[编辑]由于上述的层状结构以及低摩擦系数,二硫化钼是一种很好的润滑剂材料。当剪应力施加于材料上时,二硫化钼会通过层间的滑动耗散掉能量。
化学性质
[编辑]二硫化钼不溶于水、稀酸和浓硫酸,一般不溶于其他酸、碱、有机溶剂中,但溶于热硫酸。400 °C缓慢发生氧化,生成三氧化钼。
- 2 MoS2 + 7 O2 → 2 MoO3 + 4 SO2
可以用钛铁试剂来检验生成的三氧化钼,首先将产物用氢氧化钠或氢氧化钾溶液处理(原理是将三氧化钼转化为钼酸盐),然后滴加钛铁试剂溶液,会和生成的钼酸钠或钼酸钾反应,产生金黄色溶液。这种方法很灵敏,微量的钼酸盐都能被检测出来。而如果没有三氧化钼生成,溶液就不会产生金黄色,因为二硫化钼不和氢氧化钠或氢氧化钾溶液反应。
二硫化钼加热可以和氯气反应,生成五氯化钼:
- 2 MoS2 + 7 Cl2 → 2 MoCl5 + 2 S2Cl2
二硫化钼和烷基锂在控制下反应,形成嵌入化合物(夹层化合物)LixMoS2。如果和丁基锂反应,那么产物为LiMoS2。
制备
[编辑]- 辉钼精矿用盐酸和氢氟酸在直接蒸汽加热下,反复搅拌处理,用热水洗涤、离心、干燥、粉碎,可制得。
- 钼酸铵溶液中通入硫化氢气体,生成硫代钼酸铵。加盐酸转变为三硫化钼沉淀,后离心、洗涤、干燥、粉碎。最后加热至950°C脱硫可制得。
用途
[编辑]因其內部范氏力較低,二硫化钼具有良好的润滑性,抗压耐磨,可作固体润滑剂,用于高速、重负荷、高温、高真空及有化学腐蚀等工作条件运转的设备。[1]
参考资料
[编辑]- ^ 1.0 1.1 Pradeep L. MenezesPradeep K. RohatgiEmad Omrani (编). Self-Lubricating Composites. 2018: 20 [2021-05-18]. (原始内容存档于2021-05-18) (英国英语). (页面存档备份,存于互联网档案馆)
- ^ Kobayashi, Katsuyoshi; Yamauchi, Jun. Electronic structure and scanning-tunneling-microscopy image of molybdenum dichalcogenide surfaces. Physical Review B. 1995-06-15, 51 (23): 17085–17095. doi:10.1103/PhysRevB.51.17085.
- ^ 3.0 3.1 Chui Ying San. Synthesis, characterization and application of molybdenum disulfide nanomaterials (PDF). CityU Theses Online. [2021-05-18]. (原始内容 (PDF)存档于2021-05-18). (页面存档备份,存于互联网档案馆)
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