Сульфид молибдена(IV) — неорганическое бинарное химическое соединение четырёхвалентного молибдена с двухвалентной серой. Химическая формула .
.| Дисульфид молибдена | |
|---|---|
| Общие | |
| Систематическое наименование |
сульфид молибдена(IV) |
| Традиционные названия | дисульфид молибдена, двусернистый молибден |
| Хим. формула | MoS2 |
| Физические свойства | |
| Состояние | черный кристалл, минерал, камень |
| Молярная масса | 160,07 г/моль |
| Плотность | 4,68 ÷ 5,06 г/см³ |
| Термические свойства | Температура |
| • плавления | (разл.) 1185 °C,
2100 |
| Химические свойства | Растворимость |
| • в воде | практически нерастворим |
| Структура | |
| Координационная геометрия | тригональная призматическая (Mo4+), пирамидальная (S2−) |
| Кристаллическая структура | гексагональная, hP6, пространственная группа P63/mmc, № 194 |
| Классификация | |
| Рег. номер CAS | 1317-33-5 |
| PubChem | 14823 |
| Рег. номер EINECS | 215-263-9 |
| SMILES |
S=[Mo]=S
|
| InChI |
1S/Mo.2S
CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N
|
| RTECS | QA4697000 |
| ChEBI | 30704 |
| ChemSpider | 14138 |
Физические свойства
Дисульфид молибдена(IV) представляет собой тяжелый серо-голубой или зеленовато-чёрный кристаллический порошок, жирный на ощупь (как графит), твёрдость 1—1,5 по шкале Мооса (оставляет серовато-зеленоватый след на бумаге в отличие от черного следа дешевого графита).
Дисульфид молибдена существует в двух кристаллических модификациях:
- гексагональная сингония, пространственная группа P 63/mmc, a = 0,316 нм, c = 1,229 нм, Z = 2;
- ромбоэдрическая сингония, пространственная группа R 3m, a = 0,3164 нм, c = 1,839 нм, Z = 3.
В дисульфиде молибдена каждый атом Mo(IV) находится в центре тригональной призмы и окружён шестью атомами серы. Тригональная призма ориентирована так, что в кристалле атомы молибдена находятся между двумя слоями атомов серы. Из-за слабых ван-дер-ваальсовых сил взаимодействия между атомами серы в MoS2, слои могут легко скользить друг относительно друга. Это приводит к появлению смазочного эффекта.
Дисульфид молибдена является диамагнетиком и полупроводником.
Молибденит
Получение
В природе дисульфид молибдена встречается в виде минерала — молибденита. Известна также природная аморфная форма — йордизит (англ. jordisite), которая встречается значительно реже. Руды молибденита всегда содержат большое количество примесей, поэтому их обогащают с помощью флотации, получая в конце процесса относительно чистый MoS2 — основной исходный продукт для дальнейшего получения молибдена .
В лабораторной практике дисульфид молибдена может быть получен непосредственно из элементов:
Взаимодействием молибдена или его диоксида с сероводородом:
Перегретый пар также взаимодействует с дисульфидом молибдена:
Дисульфид молибдена реагирует с литием с образованием интеркаляционных соединений:
При реакции с n-бутиллитием получается соединение с формулой LiMoS2.
При сплавлении с сульфидами щелочных металлов образует тиосоли:
Использование в качестве смазки
MoS2 с размером частиц в диапазоне 1—100 мкм является сухим смазывающим веществом. Существуют немного альтернатив (в их числе — Дисульфид вольфрама), которые могут иметь высокие смазочные и стабильные свойства вплоть до температур в 350 °C в окислительных средах, а также в вакууме. Испытания MoS2 с использованием трибометра при низких нагрузках (0,1—2 Н) дают значение коэффициента трения меньше 0,1.
Дисульфид молибдена часто является компонентом смесей и композиционных материалов с низким коэффициентом трения. Такие материалы используются в критически важных компонентах, например, в авиационных двигателях. При добавлении к пластмассе MoS2 формирует композиционный материал с улучшенной прочностью и с уменьшением трения. В качестве полимеров, к которым добавляют MoS2, используются нейлон, тефлон и веспел (англ. vespel). Были разработаны самосмазывающиеся композиционные покрытия для высокотемпературных конструкций, состоящие из дисульфида молибдена и нитрида титана при помощи CVD-технологии.
Специфическое использование
MoS2 часто используется как смазка в двухтактных двигателях, например, в двигателях мотоциклов. Он также используется в шарнирах равных угловых скоростей и в карданном вале.
Со времени войны во Вьетнаме дисульфид молибдена использовался для смазки оружия. Покрытия ствола такой смазкой увеличивает точность стрельбы. В настоящее время дисульфидом покрываются непосредственно пули.
MoS2 применяется в турбомолекулярных насосах, использующихся при получении сверхвысокого вакуума со значением давления до 10−9 торр (при −226 до 399 °C).
Смазка из MoS2 применяется при дорновании для предотвращения образования наростов на обрабатываемой поверхности .
Сульфид молибдена (IV) применяется при производстве керамических изделий, так как при добавлении к глинам способен придавать ей синий или красный цвет (в зависимости от процентного содержания) при обжиге.
Использование в нефтехимии
Синтетический дисульфид молибдена используется в качестве катализатора для сероочистки на нефтеочистительных заводах, например, при гидрообессеривании. Эффективность катализаторов из MoS2 увеличивается при их легировании небольшим количеством кобальта или никеля, а также смесями, основанных на оксиде алюминия.
Использование в радиотехнике
Дисульфид молибдена – полупроводник, поэтому может применяться в изготовлении высокочастотных детекторов, выпрямителей или транзисторов..
Использование в будущем
В качестве фотокатализатора
В сочетании с сульфидом кадмия дисульфид молибдена увеличивает скорость фотокаталитического производства водорода. А при смешении с диоксидом титана получают чернильную массу, хорошо поглощающую водяные пары в темноте и разлагающуюся на солнце с выделением водорода и кислорода .
В качестве генератора тока на осмосе между пресной и соленой водой
Дисульфид молибдена может использоваться для создания осмотических мембран, пропускающих молекулы определенного размера..
