Molybden disulfid

Identifikasjon
Molybden disulfid

__ Mo 4+ __ S 2− Krystallstruktur av molybdendisulfid
N o CAS	1317-33-5
N o ECHA	100.013.877
N o EC	215-263-9
PubChem	14823
SMIL	S = [Mo] = S PubChem , 3D-visning
InChI	Std. InChI: 3D-visning InChI = 1S / Mo.2S Std. InChIKey: CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N
Utseende	helt svart
Kjemiske egenskaper
Brute formel	Mo S 2 [Isomerer]
Molarmasse	160,09 ± 0,03 g / mol Mo 59,94%, S 40,06%,
Fysiske egenskaper
T ° fusjon	450 ° C sublim.
Løselighet	praktisk talt uoppløselig i vann ved 20 ° C
Volumisk masse	5,06 g · cm -3

Enheter av SI og STP med mindre annet er oppgitt.

Den molybdendisulfid , eller molybdensulfid (IV) er en kjemisk forbindelse av formel MoS 2. Det er et krystallisert svart fast stoff, diamagnetisk og halvleder , som ligner grafitt i utseende og følelse, og brukes derfor som et mekanisk smøremiddel , noen ganger ved forhøyet temperatur. Dens mineral skjema er molybdenitt , den viktigste mineral fra hvilken molybden utvinnes .

Struktur

I MoS 2utkrystallisert, hver Mo 4+ er knyttet til seks S 2- ligander opptar topp-punktene av en rett trekantet prisme i hvilket lag av molybden -atomer er anordnet i sandwich mellom to lag av svovelatomer . To tilstøtende lag med svovelatomer som er bundet av van der Waals-krefter , de har en lav friksjonskoeffisient mellom seg, som er opprinnelsen til deres smøreegenskaper .

Den todimensjonale formen av molybdendisulfid gjør det til et lovende alternativ til grafen for applikasjoner i mikroelektronikk.

Kjemiske egenskaper

Molybdendisulfid er stabilt i luft og oksygen under normale forhold, men reagerer varmt med O 2for å danne molybdentrioxyd MoO 3 :

2 MB 2+ 9 O 2→ 2 MoO 3+ 4 SO 3.

Den klor Cl 2angriper molybdendisulfid ved høy temperatur for å danne molybdenpentaklorid MoCl 5 :

2 MB 2+ 7 Cl 2→ 2 MoCl 5+ 2 S 2 Cl 2.

Molybdendisulfid reagerer under normale forhold med organolitier for å gi Li x MoS 2 interkaleringsforbindelser. Med n- butyllitium C 4 H 9 Li, det gir LiMoS 2.

applikasjoner

Som et fast smøremiddel

Molybdendisulfid i form av partikler 1 til 100 mikrometer i diameter er et vanlig brukt fast smøremiddel . Det er få alternativer som har både gode smøreegenskaper og god termisk stabilitet opp til 350 ° C i et oksiderende medium . Friksjonstester utført med et punkt på en plate gir en lav friksjonskoeffisient (0,1 til 2 N ) verdier mindre enn 0,1.

Molybdendisulfid brukes ofte i sammensetningen av blandinger eller komposittmaterialer hvis overflater må utvise lav friksjon. Dette er for eksempel tilfellet med plast , for hvilket tilsetning av MoS 2fører til dannelse av kompositter med forbedret styrke og friksjonsegenskaper. Den nylon , er polytetrafluoretylen og vespel (en) omfatter polymerer , organiske sannsynligvis være ansvarlig for MoS 2. Selvsmørende belegg påført ved kjemisk dampdeponering brukes også til applikasjoner med høy temperatur.

Molybdendisulfidbaserte smøremidler brukes for eksempel med totaktsmotorer , coasterbremsene på sykkel , universalfuger , universalfuger og skytevåpenkuler .

Som katalysator

Molybdendisulfid brukes som en katalysator for avsvovling ( hydroavsvovling ) i petrokjemi . Dens effektivitet som katalysator økes ved doping med små mengder kobolt og nikkel . Den aluminiumoksyd Al 2 O 3brukes ofte som en støtte for disse katalysatorene. De sistnevnte fremstilles in situ ved behandling av et aluminiumoksyd impregnert med molybden og kobolt eller nikkel med hydrogensulfid H 2 Seller et tilsvarende reagens. Katalysen foregår ikke på overflaten av områdene som krystalliseres i vanlige ark, men snarere langs kantene av disse arkene.

Molybdendisulfid brukes også som en hydrogeneringskatalysator i organiske synteser . Det er avledet fra et overgangsmetall felles av 6 th gruppe , i motsetning til mange andre ekvivalente katalysatorer, som i stedet er avledet fra metaller fra 10 th gruppe sjeldnere, slik at MoS 2er brukt når prisen på katalysatoren eller dens motstand mot svovelforgiftning er bestemmende kriterier. Den er effektiv for hydrogeneringsgruppene nitrogrupper amin , og kan brukes til å fremstille sekundære aminer ved reduktiv aminering . Det kan også katalysere hydrogenolysen av organiske svovelforbindelser , aldehyder , ketoner , fenoler og karboksylsyrer for å gi deres tilsvarende alkan ; Det er imidlertid ikke meget aktiv, og ofte krever høyt hydrogentrykk til 95 atmosfærer og temperaturer over 185 ° C .

Merknader og referanser

beregnede molekylmasse fra " atomvekter av elementene 2007 " på www.chem.qmul.ac.uk .
Oppføring "Molybden (IV) sulfide" i den kjemiske databasen GESTIS fra IFA (tysk instans ansvarlig for arbeidsmiljø og helse) ( tysk , engelsk ), åpnet 28. august 2011 (JavaScript kreves)
(i) Wells, AF, strukturell uorganisk kjemi , Oxford, Clarendon Press, 1984, 5 th ed. , 1382 s. ( ISBN 978-0-19-855370-0 , LCCN 82018866 )
(in) David L. Chandler, " et molekyltykt materiale HAR store fordeler: Forskere produserer komplekse kretsløp fra molybdendisulfid " på phys.org ,23. august 2012(åpnet 8. oktober 2020 ) .
(in) Henrik Topsøe, Bjerne S. Clausen og Franklin E. Massoth , " Hydrotreating Catalysis " , Catalysis, Science and Technology , Vol. 11, 1996, s. 1-269 ( DOI 10.1007 / 978-3-642-61040-0_1 , les online )
(i) Frederick S. Dovell og Harold Greenfield , " Base-Metal Sulfides as Reductive Alkylation Catalysts " , The Journal of Organic Chemistry , vol. 29, n o 5, Mai 1964, s. 1265-1267 ( DOI 10.1021 / jo01028a511 , les online )