Русская Википедия:Сульфид молибдена(IV)

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Шаблон:Вещество Сульфид молибдена(IV) (дисульфид молибдена) — неорганическое бинарное химическое соединение четырёхвалентного молибдена с двухвалентной серой. Химическая формула <math>\mathsf{MoS_2}</math>.

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:

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[1]. 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[2].

Файл:Molly Hill molybdenite.JPG
Молибденит

Получение

В природе дисульфид молибдена встречается в виде минерала — молибденита. Известна также природная аморфная форма — йордизит (Шаблон:Lang-en), 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 [3].

В лабораторной практике дисульфид молибдена может быть получен непосредственно из элементов:

<math>\mathsf{Mo + 2S \xrightarrow{600-700^\circ C} MoS_2}</math>

Взаимодействием молибдена или его диоксида с сероводородом:

<math>\mathsf{Mo + 2H_2S \xrightarrow{>800^\circ C} MoS_2 + 2H_2}</math>
<math>\mathsf{MoO_2 + 2H_2S \xrightarrow{400^\circ C} MoS_2 + 2H_2O}</math>

Химические свойства

Дисульфид молибдена не растворяется в воде, не реагирует с разбавленными кислотами и щелочами.

При нагревании без доступа воздуха MoS2 разлагается в несколько стадий:

<math>\mathsf{MoS_2 \xrightarrow{\sim 1100^\circ C} Mo_2S_3 + S \xrightarrow{\sim 1100^\circ C,\ vacuum} Mo + S}</math>

При нагревании на воздухе дисульфид молибдена окисляется:

<math>\mathsf{2MoS_2 + 7O_2 \xrightarrow{400-600^\circ C} 2MoO_3 + 4SO_2}</math>

Перегретый пар также взаимодействует с дисульфидом молибдена:

<math>\mathsf{MoS_2 + 2H_2O \xrightarrow{500^\circ C} MoO_2 + 2H_2S}</math>

Концентрированные неокисляющие кислоты разлагают MoS2 до диоксида:

<math>\mathsf{MoS_2 + 2H_2SO_4 \xrightarrow{~~} MoO_2\downarrow + 2S\downarrow + 2SO_2 + 2H_2O}</math>

Концентрированные, горячие окисляющие кислоты окисляют MoS2 до триоксида:

<math>\mathsf{MoS_2 + 18HNO_3 \xrightarrow{100^\circ C} MoO_3\downarrow + 18NO_2 + 2H_2SO_4 + 7H_2O}</math>

Водород восстанавливает дисульфид молибдена:

<math>\mathsf{MoS_2 + 2H_2 \xrightarrow{800^\circ C} Mo + 2H_2S}</math>

При хлорировании дисульфида молибдена при повышенных температурах получается пентахлорид молибденаШаблон:Нет АИ:

<math>\mathsf{2MoS_2 + 7Cl_2 \xrightarrow{t} 2MoCl_5 + 2S_2Cl_2}</math>

Дисульфид молибдена реагирует с литием с образованием интеркаляционных соединений:

<math>\mathsf{MoS_2 + \mathit{x}Li \xrightarrow{~ ~ ~} Li_\mathit{x}MoS_2 }</math>

При реакции с n-бутиллитием получается соединение с формулой LiMoS2[3].

При сплавлении с сульфидами щелочных металлов образует тиосоли:

<math>\mathsf{MoS_2 + Na_2S \xrightarrow{~ t ~} Na_2MoS_3 }</math>

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[4][5].

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 (Шаблон:Lang-en). Были разработаны самосмазывающиеся композиционные покрытия для высокотемпературных конструкций, состоящие из дисульфида молибдена и нитрида титана при помощи CVD-технологии[6].

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[7]. 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 [8].

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[9]. Эффективность катализаторов из MoS2 увеличивается при их легировании небольшим количеством кобальта или никеля, а также смесями, основанных на оксиде алюминия.

Использование в электронике

Шаблон:Основная статья Дисульфид молибдена — полупроводник, поэтому он, в принципе, может применяться для изготовления диодов, транзисторов и других элементов твердотельной электроники. Но объёмный MoS2 оказался, по своим свойствам, достаточно посредственным полупроводником, уступающим кремнию и другим широко используемых веществам. С другой стороны, тонкие пленки из MoS2 толщиной в один атом обладают радикально иными качествами[10].

«Двумерные плёнки дисульфида молибдена» рассматриваются как перспективный материал для производства высокочастотных детекторов, выпрямителей и транзисторов[10][11]. MoS2 попадает в один ряд с такими известными двумерными материалами как графен и силицен.

Использование в будущем

В качестве фотокатализатора

В сочетании с сульфидом кадмия дисульфид молибдена увеличивает скорость фотокаталитического производства водорода[12]. А при смешении с диоксидом титана получают чернильную массу, хорошо поглощающую водяные пары в темноте и разлагающуюся на солнце с выделением водорода и кислорода [13].

В качестве генератора тока на осмосе между пресной и соленой водой

Дисульфид молибдена может использоваться для создания осмотических мембран, пропускающих молекулы определенного размера.[14].

См. также

Примечания

Шаблон:Примечания

Внешние ссылки

  1. ↑ Шаблон:Книга
  2. ↑ Шаблон:Книга Шаблон:Wayback
  3. ↑ 3,0 3,1 Шаблон:Книга
  4. ↑ Шаблон:Книга
  5. ↑ Шаблон:Книга
  6. ↑ Шаблон:Cite web
  7. ↑ Шаблон:Cite web
  8. ↑ Шаблон:Cite webШаблон:Недоступная ссылка
  9. ↑ Шаблон:Книга
  10. ↑ 10,0 10,1 Шаблон:Cite news
  11. ↑ Шаблон:Cite news
  12. ↑ Шаблон:Cite web Шаблон:Недоступная ссылка
  13. ↑ Шаблон:Cite web
  14. ↑ Шаблон:Cite web

Шаблон:Выбор языка Шаблон:Сульфиды Шаблон:Соединения молибдена

Партнерские ресурсы
Криптовалюты
Магазины
Хостинг
Разное

Источник — http://wikihandbk.com/ruwiki/index.php?title=Русская_Википедия:Сульфид_молибдена(IV)&oldid=10885090