O MoS2 pertence a uma classe de materiais conhecidos como compostos lamelares e ocorre em três modificações polimórficas, 1T, 2H e 3R, como mostrado na Figura 1. A fase mais comum (2H) ocorre na natureza na forma de molibdenita. As propriedades dos politipos são diferentes. A fase 1T é condutora enquanto que as fases 2H e 3R são diamagnéticas e semicondutoras. Além das três formas conhecidas de hábito cristalino, o dissulfeto de molibdênio se apresenta na forma amorfa, como nanotubos e esferas de dimensões nanoscópicas semelhantes as estruturas dos fulerenos.
Figura 1
Esse material é bem descrito na literatura para as mais diferentes aplicações. É bem reportado detalhes de síntese, aplicações na área de catálise, uso em lubrificantes sólidos, em baterias, utilização com compostos de intercalação, dentre outros. Uma importante aplicação desse composto em catálise se dá através do mesmo sendo suportado em óxidos, para possível uso como catalisador em hidrotratamento (HDT), mais especificamente em hidrodessulfurização (HDS). No grupo foi desenvolvido um trabalho sobre uma das etapas da HDS, a formação de vacâncias na borda catalítica, tendo o MoS2 suportado em MgO.
Foram obtidos modelos da camada de sulfeto suportada perpendicularmente na superfície de MgO, com diferentes tamanhos e variando o grau de sulfetação, como mostrado na Figura 2. Com isso foi possível analisar a interação entre sulfeto e suporte, através das diferenças de densidade de cargas eletrônicas.
Figura 2: Estruturas otimizadas e diferenças de densidade eletrônica para todos os graus de sulfetação e números de camadas. (a) 1 camada; (b) 2 camadas e (c) 3 camadas. Representação dos subíndices: 1 = 100S; 2 = 75S; 3 = 50S; 4 = 25S; 5 = 0S.
Foram obtidas também as energias de formação de vacâncias para todos os graus de sulfetação e comparadas com o sulfeto mássico não suportado. Os resultados estão na Figura 3. Podemos perceber que há um favorecimento na energia de formação de CUS no sistema com n = 3 em todas as proporções em relação ao sulfeto mássico. Para n = 2, só a última formação de vacância não foi favorável, por uma diferença de 0,18 eV. O sistema com n = 1 está com seus átomos de borda interagindo fortemente com a superfície e, por isso, apresenta uma maior energia de formação de vacâncias
Figura 3: Comparativo da energia de formação de vacância no sistema
MgO-MoS2-nx2x1
Outras informações referentes a esse trabalho podem ser encontradas no artigo publicado: Antunes, F. P. N; Vaiss, V. S.; Tavares, S. R.; Chiaro, S. S. X.; Souza, F. W.; Leitão, A. A.; Chemical Physics Letters 626 (2015) 55–62.
Como já mencionado, o MoS2 apresenta aplicações nas mais diversas áreas. Esse material é muito promissor e continua em estudo para outras aplicações, tais como: validação de método e estudo de propriedades elásticas, utilização em eletrônica como monocamadas, catálise e adsorção, dentre outras.