最新MoS2的性能、制备及应用
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由于MoS2有一个直接带隙（带隙是指导带的最低点和
价带的最高点的能量之差。带隙越大，电子由价带被激发
到导带越难，本征载流子浓度就越低，电导率也就越低），
不像石墨烯没有直接的带隙。所以MoS2是下一代场 效应晶体管的热门候选者。
•6.做太阳能电池，锂电池等的电极材料。 •7.催化剂
MoS2可以做给原油脱硫的工业催化剂，光 催化剂等，还可预防硫中毒。
2.水热法
（1）用摩尔比是1:3的钼酸钠（Na2MoO4·2H2O）和硫代乙
酰胺（CH3CSNH2 ）作原料再添加适当的催化剂。 CH3CSNH2 +2H2O → H2S + CH3COOH + NH3
4Na2MoO4 +9H2S → 4MoS2 +Na2SO4 +6NaOH + 6H2O （2）用NaS2和MoO3作原料在聚四氟乙烯做衬里的高压釜 中反应。 （3）将钼酸铵(NH4)6Mo7O24·4H2O,硫脲(CS(NH2)2)别名硫 代尿素,草酸(H2C2O4·2H2O）混合反应，其中 Mo/S/H2C2O4的摩尔比为1:2:1.
①高温硫化法主要是指在高温条件下对钼单质或钼的氧化物
进行硫化来制备纳米 MoS2的方法，硫源包括单质硫和硫化氢气 体． 其中，对钼的氧化物进行硫化是最常见的，其主要反应机
理如式( 1) 、( 2) :
MoO3+ 2H2S + H2= MoS2+ 3H2O
(1)
MoO3+ 3H2S = MoS2+ 3H2O + 1 /8 S8 (2)
3.溶液法
溶液法是指在常压开放环境条件下，加热温度不超过 100 ℃， 通过化学反应直接或间接制备出MoS2的制备法。 溶液法可以 直接制备出 MoS2沉淀，也可以先制备出 MoS3中间相，再加 热分解或加氢还原，从而得到最终产物 MoS2。
溶液法利用化学反应即可直接制备 MoS2，不需高温高压， 制备成本也相对较低，与其他方法相比有很强的优势，在规 模生产方面有很强的发展潜力。 但是此方法制备的 MoS2往 往都是无定型态，团聚严重，结晶度差，对其进行处理后又 会影响到原来的结构和形貌。
• 1.柔性器件
像石墨烯一样单层MoS2可以做柔性器件。 例如柔性液晶面板。
• 2.优异的摩擦性能
IF-MoS2（IF表示含无机类富勒烯）可以在高真空下 继续保持其优异的摩擦性质。主要应用于 不易维护的设备，如：空间飞行器，卫星 及军事领域。
• 3.润滑性
由于MoS2和金属之间的附着力很强，可以 进一步通过纳米颗粒的剥片，单分子纳米 层被转移到金属表面上，缓和摩擦和磨损。
•8.储氢媒介
水分子可以在单层MoS2空位处分解成O与2H
9.发光二级管 10.吸附剂
IF-MoS2比表面积较大，吸附能力很强， 可以吸附一些有毒气体，芳香剂等。
11.制备二硫化钼层间化合物
由于MoS2是层间化合物而且其层间是微弱的 范德华力，很容易插入有机基团或其他化
MoS2纳米材料的制备
1.高温硫化法：
氧化反应加快。
• MoS2不溶于水，只溶于王水与煮沸的浓硫酸。
MoS2的结构
• MoS2是一个典型的层状化合物，每个单元是 S-Mo-S的”三明治“结构，层内以共价键 紧密结合在一起，层间是以微弱的范德华 力结合在一起。其中Mo和S以共价键结合为 三方柱面体结构。
• MoS2属于六方晶系，是具有抗磁性的半导体 化合物。
MoS2的性能、制备及应用
•MoS2的结构及理化性能 •MoS2的应用 •MoS2纳米材料的制备
MoS2的理化性能
MoS2外观及性质：
• 分子式MoS2，分子量为160.07， • 为蓝灰色至黑色固体粉末；有金属光泽，触之
有滑腻感。
• 熔点1185℃ • 密度4.80g/cm3(14 ℃) • 莫式硬度1.0~1.5 • 1370 ℃开始分解，1600 ℃分解为金属钼和硫 • 315 ℃在空气中加热时开始氧化，温度升高，
4.防腐
MoS2不溶于水，只溶于王水和煮沸的的浓 硫酸，因此镀上一层辉钼的不锈钢能很好 的防腐。
• 5.场效应晶体管
单层MoS2的电子迁移率在室温下可以达到200Vm/s， 有一个很高的开关比：1×108。体积比Si小，使得
获得同样效果的电子运动时， MoS2可以比Si更轻 薄。在稳定状态下耗能比传统Si晶体管小十万倍。
MoS2导电磁性：
• 二硫化钼在常态下为不良导体和 非磁性材料。
MoS2抗辐射性能：
• 二硫化钼具有抗辐射作用， 不全因射线的辐射而破坏正常润滑。
MoS2的应用
• MoS2可以被合成多种形式的无机结构 如：纳米粒子，单壁纳米管和多壁纳 米管
• MoS2形成的富勒烯纳米粒子和纳米管 因独特的微观结构，决定了其有许多 新奇的性能。
• 对各种强氧化剂不稳定，能氧化成钼酸；
• 对油、醇、脂的化学安定性很高。
MoS2附着性能
由于硫原子与金属有强的结合力， 故MoS2与金属表面产生了较强的吸 附力，极薄的MoS2就能起很好的润 滑作用，实践也证明了MoS2的确具 有较强的吸附性能。
Hale Waihona Puke Baidu
MoS2的摩擦系数
MoS2具有低的摩擦系数， 一般为0.03-0.15， 比石墨的摩擦系数还小，在良好的条件下， 摩擦系数可达到0.017。
②在足够高的温度条件下，单质硫蒸气也可将钼的氧化物还
原硫化为 MoS2: 2MoO3+ 7 /8S8=2MoS2+ 3SO2 （3）
高温硫化法的研究相对成熟，其优点在于能制备出结晶状态好，
晶格畸变小，并且可以在不同的工艺参数条件下制得不同形貌和结
构的纳米 MoS2材料。高温硫化法还适合于制备各种不同种类的载 体催化剂，但是由于此方法属于气固反应，MoO3很难进行有效的 分散，因此不适合制备对分散性要求较高的 MoS2催化剂。 另外， 高温硫化法对设备、环境和制备条件要求较高．
MoS2的纳米材料有两种边缘结构
（1）扶椅型结构。 （2）Z字型结构 这些结构的性质受到 应力的影响会表现 出一 些磁学，电学， 光学性质。
Y(armchair) X（zigzag)
MoS2化学稳定性：
• 对酸的抗腐蚀性很强，除硝酸 及 王水 外对一般酸均不起作用；
• 对碱性水溶液要在pH 值大于10 时才缓 慢氧化；
价带的最高点的能量之差。带隙越大，电子由价带被激发
到导带越难，本征载流子浓度就越低，电导率也就越低），
不像石墨烯没有直接的带隙。所以MoS2是下一代场 效应晶体管的热门候选者。
•6.做太阳能电池，锂电池等的电极材料。 •7.催化剂
MoS2可以做给原油脱硫的工业催化剂，光 催化剂等，还可预防硫中毒。
2.水热法
（1）用摩尔比是1:3的钼酸钠（Na2MoO4·2H2O）和硫代乙
酰胺（CH3CSNH2 ）作原料再添加适当的催化剂。 CH3CSNH2 +2H2O → H2S + CH3COOH + NH3
4Na2MoO4 +9H2S → 4MoS2 +Na2SO4 +6NaOH + 6H2O （2）用NaS2和MoO3作原料在聚四氟乙烯做衬里的高压釜 中反应。 （3）将钼酸铵(NH4)6Mo7O24·4H2O,硫脲(CS(NH2)2)别名硫 代尿素,草酸(H2C2O4·2H2O）混合反应，其中 Mo/S/H2C2O4的摩尔比为1:2:1.
①高温硫化法主要是指在高温条件下对钼单质或钼的氧化物
进行硫化来制备纳米 MoS2的方法，硫源包括单质硫和硫化氢气 体． 其中，对钼的氧化物进行硫化是最常见的，其主要反应机
理如式( 1) 、( 2) :
MoO3+ 2H2S + H2= MoS2+ 3H2O
(1)
MoO3+ 3H2S = MoS2+ 3H2O + 1 /8 S8 (2)
3.溶液法
溶液法是指在常压开放环境条件下，加热温度不超过 100 ℃， 通过化学反应直接或间接制备出MoS2的制备法。 溶液法可以 直接制备出 MoS2沉淀，也可以先制备出 MoS3中间相，再加 热分解或加氢还原，从而得到最终产物 MoS2。
溶液法利用化学反应即可直接制备 MoS2，不需高温高压， 制备成本也相对较低，与其他方法相比有很强的优势，在规 模生产方面有很强的发展潜力。 但是此方法制备的 MoS2往 往都是无定型态，团聚严重，结晶度差，对其进行处理后又 会影响到原来的结构和形貌。
• 1.柔性器件
像石墨烯一样单层MoS2可以做柔性器件。 例如柔性液晶面板。
• 2.优异的摩擦性能
IF-MoS2（IF表示含无机类富勒烯）可以在高真空下 继续保持其优异的摩擦性质。主要应用于 不易维护的设备，如：空间飞行器，卫星 及军事领域。
• 3.润滑性
由于MoS2和金属之间的附着力很强，可以 进一步通过纳米颗粒的剥片，单分子纳米 层被转移到金属表面上，缓和摩擦和磨损。
•8.储氢媒介
水分子可以在单层MoS2空位处分解成O与2H
9.发光二级管 10.吸附剂
IF-MoS2比表面积较大，吸附能力很强， 可以吸附一些有毒气体，芳香剂等。
11.制备二硫化钼层间化合物
由于MoS2是层间化合物而且其层间是微弱的 范德华力，很容易插入有机基团或其他化
MoS2纳米材料的制备
1.高温硫化法：
氧化反应加快。
• MoS2不溶于水，只溶于王水与煮沸的浓硫酸。
MoS2的结构
• MoS2是一个典型的层状化合物，每个单元是 S-Mo-S的”三明治“结构，层内以共价键 紧密结合在一起，层间是以微弱的范德华 力结合在一起。其中Mo和S以共价键结合为 三方柱面体结构。
• MoS2属于六方晶系，是具有抗磁性的半导体 化合物。
MoS2的性能、制备及应用
•MoS2的结构及理化性能 •MoS2的应用 •MoS2纳米材料的制备
MoS2的理化性能
MoS2外观及性质：
• 分子式MoS2，分子量为160.07， • 为蓝灰色至黑色固体粉末；有金属光泽，触之
有滑腻感。
• 熔点1185℃ • 密度4.80g/cm3(14 ℃) • 莫式硬度1.0~1.5 • 1370 ℃开始分解，1600 ℃分解为金属钼和硫 • 315 ℃在空气中加热时开始氧化，温度升高，
4.防腐
MoS2不溶于水，只溶于王水和煮沸的的浓 硫酸，因此镀上一层辉钼的不锈钢能很好 的防腐。
• 5.场效应晶体管
单层MoS2的电子迁移率在室温下可以达到200Vm/s， 有一个很高的开关比：1×108。体积比Si小，使得
获得同样效果的电子运动时， MoS2可以比Si更轻 薄。在稳定状态下耗能比传统Si晶体管小十万倍。
MoS2导电磁性：
• 二硫化钼在常态下为不良导体和 非磁性材料。
MoS2抗辐射性能：
• 二硫化钼具有抗辐射作用， 不全因射线的辐射而破坏正常润滑。
MoS2的应用
• MoS2可以被合成多种形式的无机结构 如：纳米粒子，单壁纳米管和多壁纳 米管
• MoS2形成的富勒烯纳米粒子和纳米管 因独特的微观结构，决定了其有许多 新奇的性能。
• 对各种强氧化剂不稳定，能氧化成钼酸；
• 对油、醇、脂的化学安定性很高。
MoS2附着性能
由于硫原子与金属有强的结合力， 故MoS2与金属表面产生了较强的吸 附力，极薄的MoS2就能起很好的润 滑作用，实践也证明了MoS2的确具 有较强的吸附性能。
Hale Waihona Puke Baidu
MoS2的摩擦系数
MoS2具有低的摩擦系数， 一般为0.03-0.15， 比石墨的摩擦系数还小，在良好的条件下， 摩擦系数可达到0.017。
②在足够高的温度条件下，单质硫蒸气也可将钼的氧化物还
原硫化为 MoS2: 2MoO3+ 7 /8S8=2MoS2+ 3SO2 （3）
高温硫化法的研究相对成熟，其优点在于能制备出结晶状态好，
晶格畸变小，并且可以在不同的工艺参数条件下制得不同形貌和结
构的纳米 MoS2材料。高温硫化法还适合于制备各种不同种类的载 体催化剂，但是由于此方法属于气固反应，MoO3很难进行有效的 分散，因此不适合制备对分散性要求较高的 MoS2催化剂。 另外， 高温硫化法对设备、环境和制备条件要求较高．
MoS2的纳米材料有两种边缘结构
（1）扶椅型结构。 （2）Z字型结构 这些结构的性质受到 应力的影响会表现 出一 些磁学，电学， 光学性质。
Y(armchair) X（zigzag)
MoS2化学稳定性：
• 对酸的抗腐蚀性很强，除硝酸 及 王水 外对一般酸均不起作用；
• 对碱性水溶液要在pH 值大于10 时才缓 慢氧化；