二硫化鉬
二硫化鉬 | |
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IUPAC名 Molybdenum(IV) disulfide 二硫化鉬(IV) | |
別名 | 硫化鉬 輝鉬礦 |
識別 | |
CAS號 | 1317-33-5 ![]() |
PubChem | 14823 |
ChemSpider | 14138 |
SMILES |
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InChI |
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InChIKey | CWQXQMHSOZUFJS-FRBXWHJUAU |
ChEBI | 30704 |
RTECS | QA4697000 |
性質 | |
化學式 | MoS2 |
摩爾質量 | 160.07 g·mol⁻¹ |
外觀 | 灰黑色粉末 |
密度 | 5.060 g/cm3 |
熔點 | 1185 °C |
溶解性(水) | 難溶於水 |
結構 | |
晶體結構 | 六方,hP6,P63/mmc,No 194 |
配位幾何 | 八面體(MoIV) 三角錐(S2−) |
危險性 | |
NFPA 704 | |
若非註明,所有數據均出自標準狀態(25 ℃,100 kPa)下。 |
二硫化鉬是一種由鉬和硫兩種元素組成的化合物,化學式為MoS2。這種化合物屬於過渡金屬二硫族化合物,它有銀黑色光澤,在自然界中以輝鉬礦的形式存在,輝鉬礦是最常見的含鉬元素礦石。二硫化鉬晶體通常情況下以粉末形式存在,它不溶於稀酸也不易被氧化。從外表上來看,二硫化鉬和石墨很像,以其低摩擦係數和高堅固性常被用作固體潤滑劑。[1]塊狀二硫化鉬固體是一種和矽類似的抗磁性間接帶隙半導體,能帶間隙為1.23eV。[2]結晶粉末。
性質
[編輯]物理性質
[編輯]結構特點
[編輯]所有的二硫化鉬晶體都是層狀晶體,兩層硫原子平面之間夾着一層鉬原子平面,這構成了單層二硫化鉬平面,塊狀二硫化鉬是由單層二硫化鉬平面堆疊而成,層間通過范德華力相連。[3]
二硫化鉬晶體在自然界中有兩種結構,分別屬於六方晶體(2H-MoS2)和三方晶體(3R-MoS2)。[3]另外還有一種亞穩態晶相(1T-MoS2)屬於四方晶系。
力學性質
[編輯]由於上述的層狀結構以及低摩擦係數,二硫化鉬是一種很好的潤滑劑材料。當剪應力施加於材料上時,二硫化鉬會通過層間的滑動耗散掉能量。
化學性質
[編輯]二硫化鉬不溶於水、稀酸和濃硫酸,一般不溶於其他酸、鹼、有機溶劑中,但溶於熱硫酸。400 °C緩慢發生氧化,生成三氧化鉬。
- 2 MoS2 + 7 O2 → 2 MoO3 + 4 SO2
可以用鈦鐵試劑來檢驗生成的三氧化鉬,首先將產物用氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液處理(原理是將三氧化鉬轉化為鉬酸鹽),然後滴加鈦鐵試劑溶液,會和生成的鉬酸鈉或鉬酸鉀反應,產生金黃色溶液。這種方法很靈敏,微量的鉬酸鹽都能被檢測出來。而如果沒有三氧化鉬生成,溶液就不會產生金黃色,因為二硫化鉬不和氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液反應。
二硫化鉬加熱可以和氯氣反應,生成五氯化鉬:
- 2 MoS2 + 7 Cl2 → 2 MoCl5 + 2 S2Cl2
二硫化鉬和烷基鋰在控制下反應,形成嵌入化合物(夾層化合物)LixMoS2。如果和丁基鋰反應,那麼產物為LiMoS2。
製備
[編輯]- 輝鉬精礦用鹽酸和氫氟酸在直接蒸汽加熱下,反覆攪拌處理,用熱水洗滌、離心、乾燥、粉碎,可製得。
- 鉬酸銨溶液中通入硫化氫氣體,生成硫代鉬酸銨。加鹽酸轉變為三硫化鉬沉澱,後離心、洗滌、乾燥、粉碎。最後加熱至950°C脫硫可製得。
用途
[編輯]因其內部范氏力較低,二硫化鉬具有良好的潤滑性,抗壓耐磨,可作固體潤滑劑,用於高速、重負荷、高溫、高真空及有化學腐蝕等工作條件運轉的設備。[1]
參考資料
[編輯]- ^ 1.0 1.1 Pradeep L. MenezesPradeep K. RohatgiEmad Omrani (編). Self-Lubricating Composites. 2018: 20 [2021-05-18]. (原始內容存檔於2021-05-18) (英國英語). (頁面存檔備份,存於互聯網檔案館)
- ^ 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]. (原始內容 (PDF)存檔於2021-05-18). (頁面存檔備份,存於互聯網檔案館)
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