一种高纯二硫化钼的制备方法技术

本发明专利技术属于二硫化钼制备技术领域，具体涉及一种高纯二硫化钼的制备方法。该方法以钼酸铵和单质硫为原料，在离子液体中共热反应，反应结束后过滤得到四硫代钼酸铵中间产物；四硫代钼酸铵中间产物酸化得到三硫化钼；三硫化钼脱硫得到二硫化钼。本申请使用单质硫作为硫代物，三硫化钼在脱硫转化为二硫化钼时候产生单质硫，单质硫可以重新循环至该反应作为原料，不产生材料的浪费，进一步降低了成产成本。进一步降低了成产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种高纯二硫化钼的制备方法


[0001]本专利技术属于二硫化钼制备
，具体涉及一种高纯二硫化钼的制备方法。

技术介绍

[0002]二硫化钼黑稍带银灰色，有金属光泽，触之有滑腻感，不溶于水，是重要的固体润滑剂，特别适用于高温、高压、低温、高真空的环境下。二硫化钼产品具有分散性好，不粘结的优点，可添加在各种油脂里，形成绝不粘结的胶体状态，能增加油脂的润滑性和极压性；也适用于高温、高压、高转速高负荷的机械工作状态，延长设备寿命。
[0003]现有制备MoS2材料的方法，主要可以分为两大类：物理方法和化学方法。物理法主要包括有：普通二硫化钼机械粉碎分级法，物理气相沉积法(PVD)、微机械力剥离法和液相剥离法等。化学方法主要为：水热法、化学气相沉积法(CVD)、硫化法、电化学沉积法等。但这些方法存在以下不足：制备过程能耗高、产率低、成本高、不环保，严重阻碍了MoS2材料的大规模、大批量生产，从而导致其应用范围受限。
[0004]中国专利申请CN108640154A公开了一种二硫化钼纳米材料及其制备方法，该专利申请采用离子液体为电解液，采用二硫化钼棒电解法制备纳米二硫化钼，但离子液体价格高，电解条件苛刻，后处理过程繁琐，不利于规模化生产。中国专利申请CN108862387A公开了一种异性纳米二硫化钼的制备方法，该方法先使用多种氧化物纳米颗粒为载体，以钼酸铵为钼前驱物种浸渍氧化物载体，烘干、焙烧后于特定硫化条件下制得负载型二硫化钼材料，最后以氢氟酸化学刻蚀去除氧化物载体，可得到几纳米至几十纳米范围的异形纳米级二硫化钼材料，成本高，使用的氢氟酸腐蚀严重，对人体危害大。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种高纯二硫化钼的制备方法，以解决现有二硫化钼制备繁琐，环境污染的问题。
[0006]本专利技术所采用的技术方案为：
[0007]一种高纯二硫化钼的制备方法，包括以下步骤：
[0008]1)以钼酸铵和单质硫为原料，在离子液体中共热反应，反应结束后过滤得到四硫代钼酸铵中间产物；
[0009]2)四硫代钼酸铵中间产物酸化得到三硫化钼；
[0010]3)三硫化钼脱硫得到二硫化钼，脱硫的副产物单质硫返回步骤1)作为原料重新利用。
[0011]所述钼酸铵与单质硫的摩尔比为1：4
‑
10；钼酸铵与离子液体的质量比为1:5
‑
20。
[0012]所述离子液体为1，3
‑
二甲基咪唑四氟硼酸盐、1
‑
乙基
‑3‑
甲基咪唑四氟硼酸盐、1
‑
丙基
‑3‑
甲基咪唑四氟硼酸盐、1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑四氟硼酸盐、1，3
‑
二甲基咪唑六氟磷酸盐、1
‑
乙基
‑3‑
甲基咪唑六氟磷酸盐、1
‑
丙基
‑3‑
甲基咪唑六氟磷酸盐或1
‑
丁基；所述共热反应的温度为200
‑
360℃，时间1
‑
12小时。
[0013]所述步骤3)酸化时，将四硫代钼酸铵分散到水中，加入稀硫酸(20wt％)酸化至pH值2
‑
3，生产三硫化钼；四硫代钼酸铵与水的质量比为1：5
‑
10。
[0014]所述步骤4)脱硫的步骤为：将三硫化钼置于无氧气氛炉中控制温度200
‑
450℃发生歧化反应，三硫化钼转化为二硫化钼。
[0015]本专利技术方法的反应步骤原理：
[0016]1、(NH4)2MoO4+4S+4[BMIM]PF6‑‑‑
(NH4)2MoS4+4[BMIM]PF6‑
O
[0017]2、(NH4)2MoS4‑‑‑‑
MoS3+(NH4)2S
[0018]3、MoS3‑‑‑
MoS2+S。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果是：
[0020]1、本申请中采用的原料是钼酸铵，其中不含有金属杂质，所有在制备过程中避免了金属杂质的出现，可以制备出无金属杂质的二硫化钼。
[0021]2、单质硫与硫化物相比较，单质硫的活性较低，常规硫取代氧的过程中，一般选择硫化物，并不会首选单质硫进行，因为硫化物的取代更容易进行，例如硫化铵。但是本申请在制备四硫代钼酸铵时，并没有采用常规取代更容易的硫化铵作为硫化剂，而是选择了单质硫。由于单质硫不易参加反应，为了克服这个技术问题，反应时选择了特殊的离子液体环境，特殊的离子液体具有高沸点、极低蒸汽压和强溶解能力和绿色无毒的特点，耐高温性能良好，共热过程中不会像其他有机物在高温下会产生气化挥发。同时离子液体中含有的阳离子属于有机阳离子，可以对硫取代氢的反应起到催化作用，取代之后的阳离子被离子液体所吸附吸收。
[0022]3、采用硫化铵作为硫化物参与反应时，会产生硫化氢等有害气体，影响环保，需要进行处理之后排放，并不能进行重新利用。本申请使用单质硫作为原料，不产生有害气体，非常绿色环保。
[0023]4、本申请使用单质硫作为硫代物，三硫化钼在脱硫转化为二硫化钼时候产生单质硫，单质硫可以重新循环至该反应作为原料，不产生材料的浪费，进一步降低了成产成本。
具体实施方式
[0024]下面结合实施例来说明本专利技术的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本专利技术，并不以任何方式限制本专利技术的范围。
[0025]实施例1：
[0026]一种高纯二硫化钼的制备方法，包括以下步骤：
[0027]1)以钼酸铵39.2g和单质硫25.6g为原料，在离子液体196g(1，3
‑
二甲基咪唑四氟硼酸盐)中共热反应；共热反应的温度为200℃，时间12小时，反应结束后趁热过滤得到滤饼即为四硫代钼酸铵中间产物51.5g，收率98.82％；
[0028]2)将四硫代钼酸铵分散到300g水中，加入20％稀硫酸至溶液pH值至2
‑
3酸化，四硫代钼酸铵酸化得到三硫化钼38g，收率98.96％；
[0029]3)将三硫化钼置于动态管式无氧气氛炉中控制温度200℃发生歧化反应，脱硫得到二硫化钼31.6g，收率98.75％，脱硫的副产物单质硫6.35g返回步骤1)作为原料重新利用。经检测，所得二硫化钼的产品的质量结果为：MoS2：99.31％，Fe：未检出，SiO2：未检出，Pb：未检出，Cu：未检出，Ca，未检出。
[0030]实施例2：
[0031]一种高纯二硫化钼的制备方法，包括以下步骤：
[0032]1)以钼酸铵19.6g和单质硫22.4g为原料，在离子液体254.8g(1
‑
乙基
‑3‑
甲基咪唑四氟硼酸盐)中共热反应，共热反应的温度为360℃，时间1小时，反应结束后趁热过滤得到滤饼即为四硫代钼酸铵中间产物2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高纯二硫化钼的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)以钼酸铵和单质硫为原料，在离子液体中共热反应，反应结束后过滤得到四硫代钼酸铵中间产物；2)四硫代钼酸铵中间产物酸化得到三硫化钼；3)三硫化钼脱硫得到二硫化钼，脱硫的副产物单质硫返回步骤1)作为原料重新利用。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述钼酸铵与单质硫的摩尔比为1：4
‑
10；钼酸铵与离子液体的质量比为1:5
‑
20。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述离子液体为1，3
‑
二甲基咪唑四氟硼酸盐、1
‑
乙基
‑3‑
甲基咪唑四氟硼酸盐、1
‑
丙基
‑3‑
甲基咪唑四氟硼酸盐、1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑四氟硼酸盐、1，3
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：成兰兴，赵怡丽，牛海涛，孟炳楠，赵腾飞，刘巧丽，
申请(专利权)人：洛阳申雨钼业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：