作為低維度過渡金屬硫化物的典型代表,二硫化鉬是由過渡金屬鉬(原子序數(shù)42)和非金屬氧(原子序數(shù)8)兩種化學元素組成一種的黑色粉末,也是由正四價鉬離子(Mo4+)與負二價氧離子(O2-)組成的一種無機化合物,是輝鉬礦的主要成分,英文名為Molybdenum disulfide,化學式為MoS2,分子量為160.07,CAS登錄號1317-33-5。
物理化學性質(zhì)方面,二硫化鉬的外觀為帶有金屬光澤的黑色粉末,熔點2375℃,密度4.80g/cm3,莫氏硬度1.0~1.5,不溶于水、酸性溶液(除王水和熱濃硫酸外)、堿性溶液和有機溶劑,具有良好的潤滑性能、半導體特性、還原性與氧化性等特點。還原性主要表現(xiàn)在:在空氣中加熱至400℃時MoS2會被氧化,生成三氧化鉬(MoO3);在加熱的條件下MoS2會與氯氣反應,生成五氯化鉬(MoCl5)。氧化性主要表現(xiàn)在:在真空中加熱到1600℃時MoS2分解成金屬鉬和單質(zhì)硫。
結(jié)構(gòu)方面,具有與二硒化鉬相似的層狀結(jié)構(gòu),每一層由無數(shù)個的六邊形組成,晶胞參數(shù)a和b都為0.329nm,c為1.289nm,α和β都為90°,γ為120°。
生產(chǎn)方面,二硫化鉬的生產(chǎn)方法有天然法、直接合成法、四硫代鉬酸銨熱分解法、硫化氫或硫蒸汽還原法等。其中,天然法即輝鉬精礦提純法,是將鉬精礦經(jīng)過一定的物理和化學作用,除去三氧化硅、鐵、銅、鈣、鉛等雜質(zhì),再進一步細化后得到MoS2的過程。直接合成法是指將鉬和硫在真空條件下直接加溫反應的過程。
用途方面,二硫化鉬可以作為固體潤滑劑的添加劑、儲能電池電極材料的活性物質(zhì)、析氫反應的催化劑、制作晶體管的重要材料等。