Sulfid molybdeničitý

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 5. října 2017; kontroly vyžadují 11 úprav .

Disulfid molybdeničitý


Všeobecné
Systematický název	sulfid molybdenu (IV).
Tradiční jména	sirník molybdeničitý, disulfid molybdeničný
Chem. vzorec	MoS 2
Fyzikální vlastnosti
Stát	černý krystal, minerál, kámen
Molární hmotnost	160,07 g/ mol
Hustota	4,68 ÷ 5,06 g/cm³
Tepelné vlastnosti
Teplota
• tání	(rozklad) 1185 °C, 2100 [1]
Chemické vlastnosti
Rozpustnost
• ve vodě	prakticky nerozpustný
Struktura
Koordinační geometrie	trigonální prizmatický (Mo 4+ ), pyramidální (S 2− )
Krystalická struktura	šestiúhelníkový, hP6 , prostorová grupa P63 /mmc, č . 194
Klasifikace
Reg. Číslo CAS	1317-33-5
PubChem	14823
Reg. číslo EINECS	215-263-9
ÚSMĚVY	S=[Po]=S
InChI	InChI = 1S/Mo.2SCWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N
RTECS	QA4697000
CHEBI	30704
ChemSpider	14138
Údaje jsou založeny na standardních podmínkách (25 °C, 100 kPa), pokud není uvedeno jinak.
Mediální soubory na Wikimedia Commons

Sulfid molybdenu(IV) ( disulfid molybdenu ) je anorganická binární chemická sloučenina čtyřmocného molybdenu s dvojmocnou sírou . Chemický vzorec . ${\displaystyle {\mathsf {MoS_{2))))$

Fyzikální vlastnosti

Disulfid molybdenu (IV) je těžký šedomodrý nebo zelenočerný krystalický prášek, mastný na dotek (jako grafit ), tvrdost 1-1,5 na Mohsově stupnici (zanechává na papíře šedozelenou stopu, na rozdíl od černé stopa levného grafitu).

Disulfid molybdenu existuje ve dvou krystalických modifikacích:

hexagonální syngonie , prostorová grupa P63 /mmc, a = 0,316 nm, c = 1,229 nm, Z = 2 ;
romboedrický systém , prostorová grupa R3m , a = 0,3164 nm, c = 1,839 nm, Z = 3.

V disulfidu molybdenu je každý atom Mo (IV) umístěn ve středu trigonálního hranolu a je obklopen šesti atomy síry . Trigonální hranol je orientován tak, že v krystalu jsou atomy molybdenu umístěny mezi dvěma vrstvami atomů síry [2] . V důsledku slabých van der Waalsových interakčních sil mezi atomy síry v MoS 2 mohou vrstvy po sobě snadno klouzat. To má za následek lubrikační účinek.

Disulfid molybdenu je diamagnet a polovodič [3] .

Získání

V přírodě se disulfid molybdenu vyskytuje ve formě minerálu - molybdenitu . Známá je také přirozená amorfní forma – jordisit ( anglicky jordisit ), která je mnohem méně běžná. Molybdenitové rudy obsahují vždy velké množství nečistot, proto se obohacují pomocí flotace , čímž se na konci procesu získá relativně čistý MoS 2 - hlavní surovina pro další výrobu molybdenu [4] .

V laboratorní praxi lze disulfid molybdenu získat přímo z prvků:

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

Interakce molybdenu nebo jeho oxidu se sirovodíkem:

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

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

Chemické vlastnosti

Disulfid molybdeničitý se nerozpouští ve vodě, nereaguje se zředěnými kyselinami a zásadami .

Při zahřívání bez přístupu vzduchu se MoS 2 rozkládá v několika fázích:

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

Při zahřívání na vzduchu oxiduje sirník molybdeničný:

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

Přehřátá pára také interaguje s disulfidem molybdeničitým:

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

Koncentrované neoxidační kyseliny rozkládají MoS 2 na oxid:

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

Koncentrované, horké oxidační kyseliny oxidují MoS 2 na trioxid:

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

Vodík redukuje disulfid molybdeničný:

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

Když se disulfid molybdeničitý chloruje za zvýšených teplot, získá se chlorid molybdeničný . :

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

Disulfid molybdenu reaguje s lithiem za vzniku interkalačních sloučenin:

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

Při reakci s n-butyllithiem se získá sloučenina vzorce LiMoS2 [ 4] .

Při fúzi se sulfidy alkalických kovů tvoří thiosoli :

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

Použití jako mazivo

MoS 2 s velikostí částic v rozmezí 1-100 um je suché mazivo. Existuje několik alternativ (včetně sirníku wolframu ), které mohou být vysoce mazací a stabilní až do teplot 350 °C v oxidačních prostředích i ve vakuu. Testy MoS 2 pomocí tribometru při nízkém zatížení (0,1-2 N ) dávají hodnotu koeficientu tření menší než 0,1 [5] [6] .

Disulfid molybdeničitý je často součástí směsí a kompozitních materiálů s nízkým třením. Takové materiály se používají v kritických součástech, jako jsou letecké motory. Po přidání do plastu tvoří MoS 2 kompozitní materiál se zlepšenou pevností a sníženým třením. Nylon , teflon a Vespel se používají jako polymery , do kterých je přidán MoS 2 . Byly vyvinuty samomazné kompozitní povlaky pro vysokoteplotní struktury složené ze sulfidu molybdenu a nitridu titanu pomocí technologie CVD [7] .

Specifická použití

MoS 2 se často používá jako mazivo ve dvoudobých motorech , jako jsou motocyklové motory. Používá se také v homokinetických kloubech a v kardanové hřídeli .

Od války ve Vietnamu se k mazání zbraní používá disulfid molybdeničný. Potažení hlavně takovým mazivem zvyšuje přesnost střelby [8] . V současné době jsou střely přímo potaženy disulfidem.

MoS 2 se používá v turbomolekulárních vývěvách používaných k získávání ultra vysokého vakua s hodnotou tlaku až 10 -9 Torr (při -226 až 399 °C).

Lubrikant z MoS 2 se používá při leštění , aby se zabránilo tvorbě nánosů na ošetřovaném povrchu [9] .

Sulfid molybdenu (IV) se používá při výrobě keramických výrobků, protože po přidání do jílů může během vypalování získat modrou nebo červenou barvu (v závislosti na procentech).

Použití v petrochemickém průmyslu

Syntetický sirník molybdeničitý se používá jako odsiřovací katalyzátor v rafinériích, například při hydrodesulfurizaci [10] . Účinnost katalyzátorů MoS 2 se zvyšuje , jsou - li dotovány malým množstvím kobaltu nebo niklu , stejně jako směsí na bázi oxidu hlinitého .

Použití v elektronice

Disulfid molybdenu je polovodič , takže jej lze v zásadě použít k výrobě diod, tranzistorů a další polovodičové elektroniky. Hromadný MoS 2 se však z hlediska svých vlastností ukázal jako spíše průměrný polovodič, horší než křemík a další široce používané látky. Na druhou stranu tenké vrstvy MoS 2 o tloušťce jednoho atomu mají radikálně odlišné vlastnosti [11] .

„Dvourozměrné filmy sirníku molybdeničitého“ jsou považovány za perspektivní materiál pro výrobu vysokofrekvenčních detektorů, usměrňovačů a tranzistorů [11] [12] . MoS 2 je v souladu s tak známými dvourozměrnými materiály , jako je grafen a silicene .

Budoucí použití

Jako fotokatalyzátor

V kombinaci se sulfidem kademnatým zvyšuje disulfid molybdenu rychlost fotokatalytické produkce vodíku [13] . A po smíchání s oxidem titaničitým se získá inkoustová hmota, která ve tmě dobře pohlcuje vodní páru a na slunci se rozkládá za uvolňování vodíku a kyslíku [14] .

Jako generátor osmózového proudu mezi sladkou a slanou vodou

Disulfid molybdenu lze použít k vytvoření osmotických membrán, které umožňují průchod molekulám určité velikosti. [15] .

Viz také

Poznámky

↑ Nejdůležitější sloučeniny molybdenu. (nedostupný odkaz) . Získáno 17. dubna 2010. Archivováno z originálu 3. května 2006. (neurčitý)
↑ Wells, A.F. Structural Anorganic Chemistry . - Oxford: Oxford University Press , 1984. - ISBN 0-19-855370-6 .
↑ W. Müller-Warmuth, R. Schöllhorn. Pokrok ve výzkumu interkalací (neopr.) . - Springer, 1994. - S. 50. - ISBN 0792323572 . Archivováno 27. října 2017 na Wayback Machine
↑ 1 2 Patnaik, Pradyot. Příručka anorganických chemických sloučenin (neurčitá) . - McGraw-Hill Education , 2003. - S. 587. - ISBN 0070494398 .
↑ G. L. Miessler a D. A. Tarr. Anorganická chemie, 3. vydání (nespecifikováno) . - Nakladatelství Pearson/Prentice Hall, 2004. - ISBN 0-13-035471-6 .
↑ Shriver, D.F.; Atkins, PW; Overton, T. L.; Rourke, JP; Weller, M.T.; Armstrong, F.A. Anorganická chemie (nespecifikováno) . New York: W. H. Freeman, 2006. - ISBN 0-7167-4878-9 .
↑ ORNL vyvíjí samomazný povlak na části motoru (odkaz není k dispozici) . Archivováno z originálu 12. ledna 2010. (neurčitý)
↑ Sudy si déle zachovávají přesnost díky Diamond Line (nepřístupná historie odkazů ) . Norma. (neurčitý)
↑ DOW CORNING Z moly-powder (nedostupný odkaz - historie ) . Dow Corning. (neurčitý) (nedostupný odkaz)
↑ Topsøe, H.; Clausen, B.S.; Massoth, F.E. Hydrotreating Catalysis, Science and Technology . — Berlín: Springer-Verlag , 1996.
↑ 1 2 Molybdenové tranzistory nahradí křemík v LCD displejích - vědci , RIA (21. srpna 2012). Archivováno z originálu 8. září 2014. Staženo 8. září 2014.
↑ Andrej Vasilkov . Advanced Molybdenum Disulfide Electronics , Computerra (5. září 2014). Archivováno z originálu 8. září 2014. Staženo 8. září 2014.
↑ Výzkumníci CAS objevili levný fotokatalyzátor pro produkci H2 (downlink) . Čínská akademie věd. Archivováno z originálu 19. června 2008. (neurčitý) (nedostupný odkaz)
↑ Vědci přišli na způsob, jak získat vodíkové palivo z vody . Získáno 16. června 2017. Archivováno z originálu 18. června 2017. (neurčitý)
↑ Jak získat elektřinu z obyčejné slané vody? . populární mechaniky. Archivováno z originálu 21. srpna 2016. (neurčitý)