二硫化钨(WS₂)在酸性环境中的表现取决于酸的性质和强度。在温和酸性条件下,如稀盐酸(1 M HCl)或稀硫酸(1 M H₂SO₄),WS₂表现极佳,其溶解度小于10⁻⁶ g/L,几乎完全不溶且无腐蚀迹象。这一稳定性归因于其共价W-S键和缺乏可被质子化的基本位点,稀酸中的H⁺离子无法破坏其层状结构或引发反应。
实验中,将1 g WS₂粉末浸于100 mL 1 M HCl中,25°C下静置数周,过滤后ICP-MS分析滤液,未检测到钨或硫离子(<1 ppb),质量损失低于0.0001 g,溶液pH无变化。即使加热至50°C或提高浓度至6 M HCl,WS₂仍保持不溶,因稀酸无足够氧化力。与金属(如铁,在HCl中迅速溶解生成H₂)相比,WS₂的耐酸性突出,类似MoS₂,长期暴露可能有微量表面刻蚀,但不影响整体结构。
在强氧化酸中,如浓硝酸(HNO₃)或王水(3:1 HNO₃+HCl),WS₂表现不同。浓HNO₃缓慢氧化WS₂为WO₃和SO₂,王水则生成WO₃和H₂S(如WS₂ + 8HNO₃ + 6HCl → WO₃ + 2H₂S + 8NO₂ + 3Cl₂ + 5H₂O),反应速率随浓度和温度(25°C至70°C)增加而加快,但产物不溶,非真正溶解。相比MoS₂(更快反应),WS₂因W-S键更强而耐性稍高。
在温和酸性环境(如pH 2-6),WS₂适合工业应用(如泵或阀门涂层),无腐蚀风险。但在强氧化酸中,需避免长时间暴露或采取保护措施。测试其表现需浸泡实验结合SEM和XRD分析产物,确保评估全面。
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