sulfeto de tungstênio

O sulfeto de tungstênio (IV) é o composto químico com a fórmula WS2. Ocorre naturalmente como o mineral raro chamado tungstenito. Este material é um componente de certos catalisadores usados ​​para hidrodessulfurização e hidrodenitrificação.

O WS2 adota uma estrutura em camadas relacionada ao MoS2, com átomos W situados na esfera de coordenação prismática trigonal. Devido a essa estrutura em camadas, a WS2 forma nanotubos inorgânicos, que foram descobertos em um exemplo da WS2 em 1992.

Propriedades

Bulk WS2 forma cristais hexagonais cinzento-escuros com uma estrutura em camadas. Como o MoS2 intimamente relacionado, exibe propriedades de um lubrificante seco. É quimicamente bastante inerte, mas é atacado por uma mistura de ácidos nítrico e fluorídrico. Quando aquecido em atmosfera contendo oxigênio, o WS2 converte-se em trióxido de tungstênio. Quando aquecido na ausência de oxigênio, o WS2 não derrete, mas se decompõe em tungstênio e enxofre, mas apenas a 1250 ° C.

O material sofre esfoliação por tratamento com vários reagentes, como ácido clorossulfônico.

Síntese

O WS2 é produzido por vários métodos. Muitos desses métodos envolvem tratar óxidos com fontes de sulfeto ou hidrosulfeto, fornecidos como sulfeto de hidrogênio ou gerados in situ. Outras vias implicam a termise de sulfuretos de tungstio (VI) (por exemplo, (R4N) 2WS4) ou o equivalente (por exemplo, WS3).

Aplicações

WS2 é usado, em conjunto com outros materiais, como catalisador para hidrotratamento de petróleo bruto.

Pesquisa

Assim como o MoS2, o nanoestruturado WS2 é bastante estudado para possíveis aplicações. Foi discutido para o armazenamento de hidrogênio e lítio. Como tal, é de interesse para a pesquisa em material para cátodos secundários de bateria de lítio de estado sólido e outros dispositivos eletroquímicos. WS2 também catalisa hidrogenação de dióxido de carbono:

CO2 + H2 → CO + H2O

Nanotubos

Ilustração da nanoestrutura core-shell PbI2 / WS2.

O dissulfeto de tungstênio é o primeiro material que foi encontrado para formar nanotubos inorgânicos, em 1992. Esta capacidade está relacionada com a estrutura em camadas de WS2, e as quantidades macroscópicas de WS2 foram produzidas pelos métodos mencionados acima. Os nanotubos WS2 foram investigados como agentes de reforço para melhorar as propriedades mecânicas de nanocompósitos poliméricos. Em um estudo, nanotubos WS2 reforçados com nanocompósitos poliméricos biodegradáveis ​​de polipropileno fumarato (PPF) mostraram aumentos significativos no módulo de Young, resistência ao escoamento de compressão, módulo de flexão e resistência à flexão, em comparação com nanocompósitos de PPF reforçados com nanotubos de carbono de parede única e múltipla que os nanotubos WS2 podem ser melhores agentes de reforço do que os nanotubos de carbono. A adição de nanotubos WS2 à resina epóxi melhorou a adesão, a tenacidade à fratura e a taxa de liberação de energia de deformação. O desgaste do epóxi reforçado com nanotubos é menor do que o epóxi puro. Os nanotubos WS2 foram incorporados a uma matriz de nanofibra de poli (metacrilato de metila) (PMMA) via eletrofiação. Os nanotubos estavam bem dispersos e alinhados ao longo do eixo das fibras. A maior rigidez e tenacidade das telas de fibra de PMMA por meio da adição de nanotubos inorgânicos pode ter usos potenciais como materiais de absorção de impacto, por ex. para coletes balísticos.

Os nanotubos WS2 são ocos e podem ser preenchidos com outro material, para preservá-lo ou guiá-lo até um local desejado, ou para gerar novas propriedades no material de enchimento, confinado dentro de um diâmetro em escala nanométrica. Para este objetivo, híbridos de nanotubos inorgânicos foram feitos enchendo os nanotubos WS2 com sal fundido de chumbo, antimônio ou iodeto de bitinute por um processo de umedecimento capilar, resultando em nanotubos de núcleo-casca PbI2 @ WS2, SbI3 @ WS2 ou BiI3 @ WS2.

Nanosheets

O WS2 também pode existir na forma de folhas atomicamente finas. Tais materiais exibem fotoluminescência à temperatura ambiente no limite de monocamada