Molybdeeni(IV)sulfidi

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 5. lokakuuta 2017 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 11 muokkausta .

Molybdeenidisulfidi


Kenraali
Systemaattinen nimi	molybdeenisulfidi (IV).
Perinteiset nimet	molybdeenidisulfidi, molybdeenidisulfidi
Chem. kaava	MoS 2
Fyysiset ominaisuudet
Osavaltio	musta kristalli, mineraali, kivi
Moolimassa	160,07 g/ mol
Tiheys	4,68 ÷ 5,06 g/cm³
Lämpöominaisuudet
Lämpötila
• sulaminen	(hajoaa) 1185 °C, 2100 [1]
Kemiallisia ominaisuuksia
Liukoisuus
• vedessä	käytännössä liukenematon
Rakenne
Koordinaatiogeometria	trigonaalinen prisma (Mo 4+ ), pyramidimainen (S 2− )
Kristallirakenne	kuusikulmainen, hP6 , avaruusryhmä P6 3 /mmc, nro 194
Luokitus
Reg. CAS-numero	1317-33-5
PubChem	14823
Reg. EINECS-numero	215-263-9
Hymyilee	S=[Mo]=S
InChI	InChI = 1S/Mo.2SCWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N
RTECS	QA4697000
CHEBI	30704
ChemSpider	14138
Tiedot perustuvat standardiolosuhteisiin (25 °C, 100 kPa), ellei toisin mainita.
Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa

Molybdeeni(IV)sulfidi ( molybdeenidisulfidi ) on epäorgaaninen binäärinen kemiallinen yhdiste, jossa on neliarvoista molybdeeniä ja kaksiarvoista rikkiä . Kemiallinen kaava . ${\displaystyle {\mathsf {MoS_{2))))$

Fysikaaliset ominaisuudet

Molybdeeni(IV)disulfidi on raskasta harmaansinistä tai vihertävänmustaa kiteistä jauhetta, kosketettaessa rasvaista (kuten grafiittia ), kovuus 1-1,5 Mohsin asteikolla (jättää paperiin harmahtavan vihertävän jäljen, toisin kuin musta jäljet halvasta grafiitista).

Molybdeenidisulfidilla on kaksi kiteistä muunnelmaa:

kuusikulmainen syngonia , avaruusryhmä P63 / mmc, a = 0,316 nm, c = 1,229 nm, Z = 2 ;
romboedrijärjestelmä , avaruusryhmä R 3m, a = 0,3164 nm, c = 1,839 nm, Z = 3.

Molybdeenidisulfidissa jokainen Mo (IV) -atomi sijaitsee trigonaalisen prisman keskellä ja sitä ympäröi kuusi rikkiatomia . Trigonaalinen prisma on suunnattu siten, että kiteessä molybdeeniatomit sijaitsevat kahden rikkiatomikerroksen välissä [2] . MoS 2 : n rikkiatomien välisten heikkojen van der Waalsin vuorovaikutusvoimien vuoksi kerrokset voivat helposti liukua toisiaan vasten. Tämä johtaa voitelevaan vaikutukseen.

Molybdeenidisulfidi on diamagneetti ja puolijohde [3] .

Haetaan

Luonnossa molybdeenidisulfidia esiintyy mineraalin - molybdeniitin muodossa . Tunnetaan myös luonnollinen amorfinen muoto - jordisiitti ( englanniksi jordisite ), joka on paljon harvinaisempi. Molybdeniittimalmit sisältävät aina suuria määriä epäpuhtauksia, joten niitä rikastetaan vaahdotuksella , jolloin saadaan prosessin lopussa suhteellisen puhdasta MoS 2 :ta, joka on pääraaka-aine molybdeenin jatkotuotannossa [4] .

Laboratoriokäytännössä molybdeenidisulfidia voidaan saada suoraan alkuaineista:

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

Molybdeenin tai sen dioksidin vuorovaikutus rikkivedyn kanssa:

{\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}}

Kemialliset ominaisuudet

Molybdeenidisulfidi ei liukene veteen, ei reagoi laimennettujen happojen ja alkalien kanssa .

Kuumennettaessa ilman pääsyä ilmaan MoS 2 hajoaa useissa vaiheissa:

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

Ilmassa kuumennettaessa molybdeenidisulfidi hapettuu:

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

Tulistettu höyry on myös vuorovaikutuksessa molybdeenidisulfidin kanssa:

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

Väkevät ei-hapettavat hapot hajottavat MoS2 : n dioksidiksi:

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

Väkevät, kuumat hapettavat hapot hapettavat MoS 2 :n trioksidiksi:

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

Vety vähentää molybdeenidisulfidia:

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

Kun molybdeenidisulfidia kloorataan korotetuissa lämpötiloissa, saadaan molybdeenipentakloridia . :

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

Molybdeenidisulfidi reagoi litiumin kanssa muodostaen interkalaatioyhdisteitä:

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

Kun saatetaan reagoimaan n-butyylilitiumin kanssa, saadaan yhdiste, jolla on kaava LiMoS 2 [4] .

Kun se sulautuu alkalimetallisulfidien kanssa, se muodostaa tiosuoloja :

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

Käytä voiteluaineena

MoS 2 , jonka hiukkaskoko on 1-100 µm, on kuivavoiteluaine. On olemassa muutamia vaihtoehtoja (mukaan lukien volframidisulfidi ), jotka voivat olla erittäin voitelevia ja stabiileja 350 °C:n lämpötiloihin asti hapettavassa ympäristössä sekä tyhjiössä. MoS 2 -testit tribometrillä pienillä kuormilla (0,1-2 N ) antavat kitkakertoimen arvoksi alle 0,1 [5] [6] .

Molybdeenidisulfidi on usein sekoitusten ja matalakitkaisten komposiittimateriaalien komponentti. Tällaisia materiaaleja käytetään kriittisissä komponenteissa, kuten lentokoneiden moottoreissa. Muoviin lisättynä MoS 2 muodostaa komposiittimateriaalin , jolla on parempi lujuus ja pienempi kitka. Polymeereinä , joihin lisätään MoS 2 : ta , käytetään nailonia , teflonia ja Vespeliä . CVD-tekniikalla kehitettiin itsevoitelevia komposiittipinnoitteita korkean lämpötilan rakenteille, jotka koostuvat molybdeenidisulfidista ja titaaninitridistä [7] .

Erityiset käyttötarkoitukset

MoS 2 :ta käytetään usein voiteluaineena kaksitahtimoottoreissa , kuten moottoripyörien moottoreissa. Sitä käytetään myös vakionopeusnivelissä ja nivelakselissa .

Vietnamin sodasta lähtien molybdeenidisulfidia on käytetty aseiden voiteluun. Piipun pinnoittaminen tällaisella voiteluaineella lisää ampumisen tarkkuutta [8] . Tällä hetkellä luodit on päällystetty suoraan disulfidilla.

MoS 2 :ta käytetään turbomolekulaarisissa pumpuissa, joita käytetään erittäin korkean tyhjiön aikaansaamiseen , jonka painearvo on jopa 10 -9 Torr (-226 - 399 °C).

MoS 2 -voiteluainetta käytetään kiillotuksessa estämään kertymien muodostumista käsitellylle pinnalle [9] .

Molybdeeni (IV) sulfidia käytetään keraamisten tuotteiden valmistuksessa, koska se voi saviin lisättynä antaa sille sinisen tai punaisen värin (prosentin mukaan) polton aikana.

Käyttö petrokemian teollisuudessa

Synteettistä molybdeenidisulfidia käytetään rikinpoistokatalyyttinä jalostamoissa, esimerkiksi vedyllä tapahtuvassa rikinpoistossa [10] . MoS 2 - katalyyttien hyötysuhde kasvaa , kun niihin lisätään pieni määrä kobolttia tai nikkeliä sekä alumiinioksidipohjaisia seoksia .

Käyttö elektroniikassa

Molybdeenidisulfidi on puolijohde , joten sitä voidaan periaatteessa käyttää diodien, transistoreiden ja muun puolijohdeelektroniikan valmistukseen. Mutta bulkki MoS 2 osoittautui ominaisuuksiltaan melko keskinkertaiseksi puolijohteeksi, huonommaksi kuin pii ja muut laajalti käytetyt aineet. Toisaalta ohuilla MoS 2 -kalvoilla , joiden paksuus on yksi atomi, on radikaalisti erilaiset ominaisuudet [11] .

"Kaksiulotteisia molybdeenidisulfidikalvoja" pidetään lupaavana materiaalina korkeataajuisten ilmaisimien, tasasuuntaajien ja transistorien tuotannossa [11] [12] . MoS 2 on linjassa sellaisten hyvin tunnettujen kaksiulotteisten materiaalien kuin grafeenin ja siliseenin kanssa .

Tuleva käyttö

Fotokatalyyttinä _

Yhdessä kadmiumsulfidin kanssa molybdeenidisulfidi lisää fotokatalyyttisen vedyn tuotannon nopeutta [13] . Titaanidioksidiin sekoitettuna saadaan mustemassa, joka imee hyvin vesihöyryä pimeässä ja hajoaa auringossa vapauttaen vetyä ja happea [14] .

Osmoosivirtageneraattorina makean ja suolaisen veden välillä

Molybdeenidisulfidilla voidaan luoda osmoottisia kalvoja, jotka sallivat tietyn kokoisten molekyylien kulkemisen. [15] .

Katso myös

Muistiinpanot

↑ Molybdeenin tärkeimmät yhdisteet. (linkki ei saatavilla) . Haettu 17. huhtikuuta 2010. Arkistoitu alkuperäisestä 3. toukokuuta 2006. (määrätön)
↑ Wells, A.F. Rakenne - epäorgaaninen kemia . - Oxford: Oxford University Press , 1984. - ISBN 0-19-855370-6 .
↑ W. Müller-Warmuth, R. Schöllhorn. Edistyminen interkalaatiotutkimuksessa (neopr.) . - Springer, 1994. - s. 50. - ISBN 0792323572 . Arkistoitu 27. lokakuuta 2017 Wayback Machinessa
↑ 1 2 Patnaik, Pradyot. Epäorgaanisten kemiallisten yhdisteiden käsikirja (määräämätön) . - McGraw-Hill Education , 2003. - S. 587. - ISBN 0070494398 .
↑ G. L. Miessler ja D. A. Tarr. Epäorgaaninen kemia, 3. painos (määrittelemätön) . - Pearson/Prentice Hall -kustantaja, 2004. - ISBN 0-13-035471-6 .
↑ Shriver, D.F.; Atkins, PW; Overton, T. L.; Rourke, JP; Weller, M.T.; Armstrong, F.A. Inorganic Chemistry (määrittelemätön) . New York: W. H. Freeman, 2006. - ISBN 0-7167-4878-9 .
↑ ORNL kehittää itsevoitelevaa pinnoitetta moottorin osiin (linkki ei saatavilla) . Arkistoitu alkuperäisestä 12. tammikuuta 2010. (määrätön)
↑ Tynnyrit säilyttävät tarkkuuden pidempään Diamond Line -sovelluksella (pääsemätön linkki - historia ) . Norma. (määrätön)
↑ DOW CORNING Z -molyjauhe (ei saatavilla linkki - historia ) . Dow Corning. (määrätön) (linkki ei saatavilla)
↑ Topsøe, H.; Clausen, B.S.; Massoth, F.E. Hydrotreating Catalysis, Science and Technology . - Berliini: Springer-Verlag , 1996.
↑ 1 2 molybdeenitransistorit korvaavat piin LCD-näytöissä - tiedemiehet , RIA (21. elokuuta 2012). Arkistoitu alkuperäisestä 8. syyskuuta 2014. Haettu 8. syyskuuta 2014.
↑ Andrei Vasilkov . Advanced Molybdenum Disulfide Electronics , Computerra (5. syyskuuta 2014). Arkistoitu alkuperäisestä 8. syyskuuta 2014. Haettu 8. syyskuuta 2014.
↑ CAS-tutkijat löytävät edullisen fotokatalyytin H2:n tuotantoon (downlink) . Kiinan tiedeakatemia. Arkistoitu alkuperäisestä 19. kesäkuuta 2008. (määrätön) (linkki ei saatavilla)
↑ Tiedemiehet keksivät tavan saada vetypolttoainetta vedestä . Haettu 16. kesäkuuta 2017. Arkistoitu alkuperäisestä 18. kesäkuuta 2017. (määrätön)
↑ Kuinka saada sähköä tavallisesta suolavedestä? . suosittu mekaniikka. Arkistoitu alkuperäisestä 21. elokuuta 2016. (määrätön)