Molibdén(IV)-szulfid

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2017. október 5-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 11 szerkesztést igényelnek .

Molibdén-diszulfid


Tábornok
Szisztematikus név	molibdén-szulfid (IV).
Hagyományos nevek	molibdén-diszulfid, molibdén-diszulfid
Chem. képlet	MoS 2
Fizikai tulajdonságok
Állapot	fekete kristály, ásvány, kő
Moláris tömeg	160,07 g/ mol
Sűrűség	4,68 ÷ 5,06 g/cm³
Termikus tulajdonságok
Hőfok
• olvadás	(bomlás) 1185 °C, 2100 [1]
Kémiai tulajdonságok
Oldhatóság
• vízben	gyakorlatilag oldhatatlan
Szerkezet
Koordinációs geometria	trigonális prizma (Mo 4+ ), piramis (S 2− )
Kristályos szerkezet	hatszögletű, hP6 , P6 3 /mmc tércsoport, 194. sz
Osztályozás
Reg. CAS szám	1317-33-5
PubChem	14823
Reg. EINECS szám	215-263-9
MOSOLYOK	S=[Mo]=S
InChI	InChI=1S/Mo.2SCWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N
RTECS	QA4697000
CHEBI	30704
ChemSpider	14138
Az adatok standard körülményeken (25 °C, 100 kPa) alapulnak, hacsak nincs másképp jelezve.
Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon

A molibdén(IV)-szulfid ( molibdén - diszulfid ) négy vegyértékű molibdén kétértékű kénnel alkotott szervetlen bináris kémiai vegyülete . Kémiai képlet . ${\displaystyle {\mathsf {MoS_{2))))$

Fizikai tulajdonságok

A molibdén(IV)-diszulfid nehéz szürkéskék vagy zöldesfekete kristályos por, tapintásra zsíros (mint a grafit ), keménysége 1-1,5 a Mohs-skála szerint (szürkés-zöldes nyomot hagy a papíron, ellentétben a feketével olcsó grafit nyoma).

A molibdén-diszulfid két kristálymódosulatban létezik:

hexagonális szingónia , tércsoport P 6 3 /mmc, a = 0,316 nm, c = 1,229 nm, Z = 2;
romboéder rendszer , R 3m tércsoport, a = 0,3164 nm, c = 1,839 nm, Z = 3.

A molibdén-diszulfidban minden Mo (IV) atom egy trigonális prizma közepén helyezkedik el, és hat kénatom veszi körül . A trigonális prizma úgy van orientálva, hogy a kristályban a molibdén atomok két kénatomréteg között helyezkednek el [2] . A MoS 2 kénatomjai közötti gyenge van der Waals kölcsönhatási erők miatt a rétegek könnyen egymásnak csúszhatnak. Ez síkosító hatást eredményez.

A molibdén-diszulfid egy diamágnes és egy félvezető [3] .

Getting

A természetben a molibdén-diszulfid ásványi molibdenit formájában fordul elő . Ismert még a természetes amorf forma - jordisite ( angolul jordisite ), amely sokkal kevésbé elterjedt. A molibdenit ércek mindig nagy mennyiségű szennyeződést tartalmaznak, ezért flotációval dúsítják őket, így a folyamat végén viszonylag tiszta MoS 2 -t kapnak, amely a további molibdéngyártás fő alapanyaga [4] .

A laboratóriumi gyakorlatban a molibdén-diszulfid közvetlenül az elemekből nyerhető:

{\displaystyle {\mathsf {Mo+2S{\xrightarrow {600-700^{\circ }C}}MoS_{2))))

Molibdén vagy dioxidja kölcsönhatása kénhidrogénnel:

{\displaystyle {\mathsf {Mo+2H_{2}S{\xrightarrow {>800^{\circ }C}}MoS_{2}+2H_{2))))

{\mathsf {MoO_{2}+2H_{2}S{\xrightarrow {400^{\circ }C}}MoS_{2}+2H_{2}O}}

Kémiai tulajdonságok

A molibdén-diszulfid nem oldódik vízben, nem lép reakcióba híg savakkal és lúgokkal .

Levegő hozzáférés nélkül melegítve az MoS 2 több szakaszban bomlik le:

{\mathsf {MoS_{2}{\xrightarrow {\sim 1100^{\circ }C))Mo_{2}S_{3}+S{\xrightarrow {\sim 1100^{\circ }C, \vacuum}}Mo+S}}}

Levegőn hevítve a molibdén-diszulfid oxidálódik:

{\displaystyle {\mathsf {2MoS_{2}+7O_{2}{\xrightarrow {400-600^{\circ }C))2MoO_{3}+4SO_{2))))

A túlhevített gőz a molibdén-diszulfiddal is kölcsönhatásba lép:

{\mathsf {MoS_{2}+2H_{2}O{\xrightarrow {500^{\circ }C}}MoO_{2}+2H_{2}S}}

A koncentrált, nem oxidáló savak az MoS2 - t dioxiddá bontják :

{\mathsf {MoS_{2}+2H_{2}SO_{4}{\xrightarrow {~~}}MoO_{2}\downarrow +2S\downarrow +2SO_{2}+2H_{2}O} }

A koncentrált, forró oxidáló savak a MoS 2 -t trioxiddá oxidálják:

{\mathsf {MoS_{2}+18HNO_{3}{\xrightarrow {100^{\circ }C}}MoO_{3}\downarrow +18NO_{2}+2H_{2}SO_{4}+ 7H_{2}O}}

A hidrogén redukálja a molibdén-diszulfidot:

{\mathsf {MoS_{2}+2H_{2}{\xrightarrow {800^{\circ }C}}Mo+2H_{2}S}}

Ha a molibdén-diszulfidot emelt hőmérsékleten klórozzuk , molibdén-pentakloridot kapunk. :

{\displaystyle {\mathsf {2MoS_{2}+7Cl_{2}{\xrightarrow {t))2MoCl_{5}+2S_{2}Cl_{2))))

A molibdén-diszulfid reakcióba lép lítiummal interkalációs vegyületeket képezve:

{\mathsf {MoS_{2}+{\mathit {x}}Li{\xrightarrow {~~~}}Li_{\mathit {x}}MoS_{2}}}

Ha n-butil-lítiummal reagáltatjuk , egy LiMoS 2 [4] képletű vegyületet kapunk .

Ha alkálifém-szulfidokkal egyesül, tiosókat képez :

{\displaystyle {\mathsf {MoS_{2}+Na_{2}S{\xrightarrow {~t~}}Na_{2}MoS_{3))))

Használja kenőanyagként

Az 1-100 µm tartományba eső részecskeméretű MoS 2 száraz kenőanyag. Kevés olyan alternatíva létezik (beleértve a wolfram-diszulfidot is), amely nagyon kenőképes és 350 °C-os hőmérsékletig stabil oxidáló környezetben és vákuumban. A MoS 2 tribométerrel kis terhelésen (0,1-2 N ) végzett vizsgálata 0,1-nél kisebb súrlódási tényező értéket ad [5] [6] .

A molibdén-diszulfid gyakran keverékek és kis súrlódású kompozit anyagok összetevője. Az ilyen anyagokat olyan kritikus alkatrészekben használják, mint például a repülőgép-hajtóművek. Műanyaghoz hozzáadva az MoS 2 megnövelt szilárdságú és csökkentett súrlódású kompozit anyagot képez . Nejlont , teflont és Vespel - t használnak polimerként , amelyhez MoS2 - t adnak . Magas hőmérsékletű szerkezetekhez önkenő kompozit bevonatokat fejlesztettek ki, amelyek molibdén-diszulfidból és titán-nitridből állnak CVD technológiával [ 7] .

Speciális felhasználások

Az MoS 2 -t gyakran használják kenőanyagként kétütemű motorokban , például motorkerékpárokban. Használják állandó sebességű csuklókban és kardántengelyben is .

A vietnami háború óta a molibdén-diszulfidot fegyverek kenésére használták. A hordó ilyen kenőanyaggal való bevonása növeli a lövés pontosságát [8] . Jelenleg a golyókat közvetlenül diszulfiddal vonják be.

A MoS 2 -t turbomolekuláris szivattyúkban használják, amelyek ultra-nagy vákuum előállítására szolgálnak, legfeljebb 10-9 Torr nyomásértékkel (-226 és 399 °C között).

MoS 2 kenőanyagot használnak a polírozás során, hogy megakadályozzák a lerakódások képződését a kezelt felületen [9] .

A molibdén (IV)-szulfidot kerámiatermékek gyártásához használják, mivel agyagokhoz adva (százaléktól függően) kék vagy vörös színt adhat az égetéshez.

Felhasználás a petrolkémiai iparban

A szintetikus molibdén-diszulfidot kéntelenítési katalizátorként használják finomítókban, például a hidrogénező kénmentesítésben [10] . A MoS 2 katalizátorok hatékonysága megnő, ha kis mennyiségű kobalttal vagy nikkellel , valamint alumínium- oxid alapú keverékekkel adalékolják őket .

Használata az elektronikában

A molibdén-diszulfid egy félvezető , ezért elvileg diódák, tranzisztorok és más szilárdtest-elektronika gyártására is használható. De az ömlesztett MoS 2 tulajdonságait tekintve meglehetősen közepes félvezetőnek bizonyult, gyengébb a szilíciumnál és más széles körben használt anyagoknál. Másrészt az egy atom vastagságú vékony MoS 2 filmek radikálisan eltérő tulajdonságokkal rendelkeznek [11] .

A "kétdimenziós molibdén-diszulfid filmeket" ígéretes anyagnak tekintik a nagyfrekvenciás detektorok, egyenirányítók és tranzisztorok gyártásához [11] [12] . A MoS 2 összhangban van az olyan jól ismert kétdimenziós anyagokkal , mint a grafén és a szilikén .

Jövőbeni felhasználás

Fotokatalizátorként _

Kadmium-szulfiddal kombinálva a molibdén-diszulfid növeli a fotokatalitikus hidrogéntermelés sebességét [13] . Titán-dioxiddal keverve pedig olyan tintamasszát kapunk, amely sötétben jól elnyeli a vízgőzt, és a napon lebomlik hidrogén és oxigén felszabadulásával [14] .

Ozmózisáram generátorként édesvíz és sós víz között

A molibdén-diszulfiddal ozmotikus membránokat lehet létrehozni, amelyek lehetővé teszik bizonyos méretű molekulák átjutását. [15] .

Lásd még

Jegyzetek

↑ A molibdén legfontosabb vegyületei. (nem elérhető link) . Letöltve: 2010. április 17. Az eredetiből archiválva : 2006. május 3.. (határozatlan)
↑ Wells, A. F. Szerkezeti szervetlen kémia . - Oxford: Oxford University Press , 1984. - ISBN 0-19-855370-6 .
↑ W. Müller-Warmuth, R. Schöllhorn. Haladás az interkalációs kutatásban (neopr.) . - Springer, 1994. - P. 50. - ISBN 0792323572 . Archiválva : 2017. október 27. a Wayback Machine -nál
↑ 1 2 Patnaik, Pradyot. Szervetlen kémiai vegyületek kézikönyve (határozatlan idejű) . - McGraw-Hill Education , 2003. - P. 587. - ISBN 0070494398 .
↑ G. L. Miessler és D. A. Tarr. Szervetlen kémia, 3. kiadás (meghatározatlan) . - Pearson/Prentice Hall kiadó, 2004. - ISBN 0-13-035471-6 .
↑ Shriver, D. F.; Atkins, PW; Overton, T. L.; Rourke, JP; Weller, M. T.; Armstrong, F. A. Inorganic Chemistry (meghatározatlan) . New York: W. H. Freeman, 2006. - ISBN 0-7167-4878-9 .
↑ Az ORNL önkenő bevonatot fejleszt a motoralkatrészekhez (a hivatkozás nem elérhető) . Az eredetiből archiválva: 2010. január 12. (határozatlan)
↑ A Diamond Line segítségével a hordók hosszabb ideig megőrzik a pontosságot (hozzáférhetetlen link - történelem ) . Norma. (határozatlan)
↑ DOW CORNING Z moly-por (nem elérhető link - történelem ) . Dow Corning. (határozatlan) (nem elérhető link)
↑ Topsøe, H.; Clausen, B.S.; Massoth, F.E. Hidrokezelési katalízis, Tudomány és technológia . – Berlin: Springer-Verlag , 1996.
↑ 1 2 molibdén tranzisztor váltja fel a szilíciumot az LCD-kijelzőkben – tudósok , RIA (2012. augusztus 21.). Az eredetiből archiválva: 2014. szeptember 8. Letöltve: 2014. szeptember 8.
↑ Andrej Vaszilkov . Advanced Molibdenum Disulfide Electronics , Computerra (2014. szeptember 5.). Az eredetiből archiválva: 2014. szeptember 8. Letöltve: 2014. szeptember 8.
↑ A CAS kutatói olcsó fotokatalizátort fedeztek fel H2 előállításához (downlink) . Kínai Tudományos Akadémia. Az eredetiből archiválva : 2008. június 19. (határozatlan) (nem elérhető link)
↑ A tudósok kitalálnak egy módot, hogyan nyerjenek hidrogént a vízből . Letöltve: 2017. június 16. Az eredetiből archiválva : 2017. június 18. (határozatlan)
↑ Hogyan szerezzünk áramot közönséges sós vízből? . népszerű mechanika. Archiválva az eredetiből 2016. augusztus 21-én. (határozatlan)