Меню Главная Случайная статья Настройки Сульфид молибдена(IV) Материал из https://ru.wikipedia.org Сульфид молибдена(IV) (дисульфид молибдена) — неорганическое бинарное химическое соединение четырёхвалентного молибдена с двухвалентной серой. Химическая формула ${\displaystyle {\mathsf {MoS_{2}}}}$. Содержание 1 Физические свойства 2 Получение 3 Химические свойства 4 Использование в качестве смазки 4.1 Специфическое использование 5 Использование в нефтехимии 6 Использование в электронике 7 Использование в будущем 7.1 В качестве фотокатализатора 7.2 В качестве генератора тока на осмосе между пресной и соленой водой 8 См. также 9 Примечания 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 MoIV 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[2]. 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[3]. 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[4]. В лабораторной практике дисульфид молибдена может быть получен непосредственно из элементов: ${\displaystyle {\mathsf {Mo+2S{\xrightarrow {600-700^{\circ }C}}MoS_{2}}}}$ Взаимодействием молибдена или его диоксида с сероводородом: ${\displaystyle {\mathsf {Mo+2H_{2}S{\xrightarrow {>800^{\circ }C}}MoS_{2}+2H_{2}}}}$ ${\displaystyle {\mathsf {MoO_{2}+2H_{2}S{\xrightarrow {400^{\circ }C}}MoS_{2}+2H_{2}O}}}$ 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: ${\displaystyle {\mathsf {MoS_{2}{\xrightarrow {\sim 1100^{\circ }C}}Mo_{2}S_{3}+S{\xrightarrow {\sim 1100^{\circ }C,\ vacuum}}Mo+S}}}$ При нагревании на воздухе дисульфид молибдена окисляется: ${\displaystyle {\mathsf {2MoS_{2}+7O_{2}{\xrightarrow {400-600^{\circ }C}}2MoO_{3}+4SO_{2}}}}$ Перегретый пар также взаимодействует с дисульфидом молибдена: ${\displaystyle {\mathsf {MoS_{2}+2H_{2}O{\xrightarrow {500^{\circ }C}}MoO_{2}+2H_{2}S}}}$ Концентрированные неокисляющие кислоты разлагают MoS2 до диоксида: ${\displaystyle {\mathsf {MoS_{2}+2H_{2}SO_{4}{\xrightarrow {~~}}MoO_{2}\downarrow +2S\downarrow +2SO_{2}+2H_{2}O}}}$ Концентрированные, горячие окисляющие кислоты окисляют MoS2 до триоксида: ${\displaystyle {\mathsf {MoS_{2}+18HNO_{3}{\xrightarrow {100^{\circ }C}}MoO_{3}\downarrow +18NO_{2}+2H_{2}SO_{4}+7H_{2}O}}}$ Водород восстанавливает дисульфид молибдена: ${\displaystyle {\mathsf {MoS_{2}+2H_{2}{\xrightarrow {800^{\circ }C}}Mo+2H_{2}S}}}$ При хлорировании дисульфида молибдена при повышенных температурах получается пентахлорид молибдена[источник не указан 5559 дней]: ${\displaystyle {\mathsf {2MoS_{2}+7Cl_{2}{\xrightarrow {t}}2MoCl_{5}+2S_{2}Cl_{2}}}}$ Дисульфид молибдена реагирует с литием с образованием интеркаляционных соединений: ${\displaystyle {\mathsf {MoS_{2}+{\mathit {x}}Li{\xrightarrow {~~~}}Li_{\mathit {x}}MoS_{2}}}}$ При реакции с n-бутиллитием получается соединение с формулой LiMoS2[4]. При сплавлении с сульфидами щелочных металлов образует тиосоли: ${\displaystyle {\mathsf {MoS_{2}+Na_{2}S{\xrightarrow {~t~}}Na_{2}MoS_{3}}}}$ 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[5][6]. 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[7]. 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[8]. В настоящее время дисульфидом покрываются непосредственно пули. MoS2 применяется в турбомолекулярных насосах, использующихся при получении сверхвысокого вакуума со значением давления до 109 торр (при 226 до 399 °C). Смазка из MoS2 применяется при дорновании для предотвращения образования наростов на обрабатываемой поверхности[9]. 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[10]. Эффективность катализаторов из MoS2 увеличивается при их легировании небольшим количеством кобальта или никеля, а также смесями, основанных на оксиде алюминия. Использование в электронике 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[11]. «Двумерные плёнки дисульфида молибдена» рассматриваются как перспективный материал для производства высокочастотных детекторов, выпрямителей и транзисторов[11][12]. MoS2 попадает в один ряд с такими известными двумерными материалами, как графен и силицен. Использование в будущем В качествефотокатализатора В сочетании с сульфидом кадмия дисульфид молибдена увеличивает скорость фотокаталитического производства водорода[13]. А при смешении с диоксидом титана получают чернильную массу, хорошо поглощающую водяные пары в темноте и разлагающуюся на солнце с выделением водорода и кислорода[14]. В качестве генератора тока на осмосе между пресной и соленой водой Дисульфид молибдена может использоваться для создания осмотических мембран, пропускающих молекулы определенного размера[15]. См. также Двумерный дисульфид молибдена Молибденит Йордизит Примечания Важнейшие соединения молибдена.  (неопр.) Дата обращения: 17 апреля 2010. Архивировано из оригинала 3 мая 2006 года. Wells, A.F. Structural Inorganic Chemistry (англ.). — Oxford: Oxford University Press, 1984. — ISBN 0-19-855370-6. 1 2 ORNL develops self-lubricating coating for engine parts  (неопр.). Архивировано из оригинала 12 января 2010 года. Barrels retain accuracy longer with Diamond Line  (неопр.) (недоступная ссылка — история). Norma. DOW CORNING Z moly-powder  (неопр.) (недоступная ссылка — история). Dow Corning. 1 2 CAS researchers discover low-cost photocatalyst for H2 production  (неопр.). Chinese Academy of Sciences. Архивировано из оригинала 19 июня 2008 года. Ученые придумали способ получать водородное топливо из воды  (неопр.). Дата обращения: 16 июня 2017. Архивировано 18 июня 2017 года. Как добыть электричество из обычной соленой воды?  (неопр.) Популярная механика. Архивировано 21 августа 2016 года.