與氯化鎢一樣,硫化鎢(又稱為“皮薩草”)也是過渡金屬鎢的一種典型化合物,是由金屬元素(鎢)和非金屬元素組成的一種重要無機(jī)化合物,英文名為Tungsten sulfide。注意:硫和氯都屬于非金屬元素,原子序數(shù)分別為16和17。
根據(jù)鎢化合價或硫原子數(shù)的不同,硫化鎢可分為二硫化鎢(WS2,鎢化合價為+4)和三硫化鎢(WS3,鎢化合價為+6)兩種,它們雖然都是由鎢元素與硫元素組成的硫化物,但是在理化性質(zhì)和生產(chǎn)工藝等方面仍有較大的區(qū)別。
1.物理化學(xué)性質(zhì)方面
WS2的外觀為灰色或黑色帶金屬光澤的粉末,熔點(diǎn)約1250 ℃,密度約7.6g/cm3,微溶于冷水,溶于熱水,不溶于酸液(濃硫酸、硝酸、氫氟酸和王水除外)、堿液和有機(jī)醇液,具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性、氧化性與還原性。氧化性主要表現(xiàn)在:在真空中當(dāng)溫度升高到1250℃時,它會分解成鎢與硫。還原性主要表現(xiàn)在:它與強(qiáng)氧化劑(如熱濃硫酸、硝酸等)發(fā)生反應(yīng),生產(chǎn)三氧化鎢(WO3)或WS3。
WS3的外觀無棕紅色無定形的粉末,微溶于冷水,能溶于熱水生產(chǎn)膠體溶液,溶于酸、堿和堿金屬碳酸鹽,具有較大的比表面積、良好的潤滑性和較強(qiáng)的氧化性等特點(diǎn)。氧化性主要表現(xiàn)在:在真空中加熱至170°C會分解成為WS2和單質(zhì)S。
2.生產(chǎn)工藝方面
WS2可采用焙燒分解法、直接合成法、水熱合成法、高溫固相合成法等方式來制備。其中,焙燒分解法是加熱分解四硫代鎢酸銨((NH4)2WS4)的過程;直接合成法是將硫蒸氣與紅熱的鎢進(jìn)行反應(yīng)的技術(shù)。
WS3也可焙燒分解法或直接合成法來制備。其中,焙燒分解法是加熱分解(NH4)2WS4的過程;直接合成法是將WS2和S進(jìn)行反應(yīng)的過程。
需要注意的是,采用焙燒分解法生產(chǎn)WS2的溫度要比生產(chǎn)WS3時的溫度還要高。