Titaanidisulfidi

Titaanidisulfidi (TiS2) eli titaani(IV)sulfidi on titaani- ja sulfidi-ionien muodostama epäorgaaninen ioniyhdiste. Yhdistettä voidaan käyttää elektrodimateriaalina litliumioniakuissa ja kiinteänä voiteluaineena.

Ominaisuudet
Huoneenlämpötilassa titaanidisulfidi on kellanruskeaa kiteistä ainetta. Yhdisteen alkeiskoppi on heksagonaalinen. Aine on veteen liukenematonta, mutta liukenee kuumennettaessa happoliuoksiin, jolloin se myös hajoaa. Titaanidisulfidin rakenne muistuttaa kadmiumjodidin rakennetta ja koostuu titaani- ja sulfidi-ionien muodostamista kerroksista. Alkalimetalli- ja maa-alkalimetallikationit sekä eräät orgaaniset anionit voivat interkalatoitua titaani- ja sulfidi-ionikerrosten väliin.

Valmistus ja käyttö

Titaanidisulfidia voidaan valmistaa kuumentamalla titaanin ja rikin seosta. Tyypillisempi tapa on kuitenkin titaani(IV)kloridin ja rikkivedyn välinen reaktio kuumassa posliinista valmistetussa putkireaktorissa.
TiCl4 + 2 H2S → TiS2 + 4 HCl

Ensimmäisenä titaanidisulfidin käyttöä litiumioniakkujen katodimateriaalina tutki M. Stanley Whittingham. Litiumionit kykenevät interkalatoitumaan titaanidisulfidin kiderakenteeseen ja myös poistumaan siitä. Titaanidisulfidia elektrodimateriaalinaan käyttävät akut tuottavat suuren jännitteen. Kaupallisissa sovelluksissa titaanidisulfidin ovat kuitenkin korvanneet myöhemmin kehitetyt tehokkaammat materiaalit. Titaanidisulfidia voidaan käyttää molybdeenidisulfidin tavoin kiinteänä voiteluaineena.

Lähteet

Sulfidit
Titaaniyhdisteet