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。

Quick Facts 二硫化鉬, 識別 ...
二硫化鉬
Thumb
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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  checkY
PubChem 14823
ChemSpider 14138
SMILES
 
  • S=[Mo]=S
InChI
 
  • 1/Mo.2S/rMoS2/c2-1-3
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 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
Thumb
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1
0
 
若非註明,所有數據均出自標準狀態(25 ℃,100 kPa)下。
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性質

物理性質

結構特點

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

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

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

  1. 輝鉬精礦鹽酸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。
  2. 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

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

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