二硫化钼是一种无机物，化学式为MoS2，是辉钼矿的主要成分。黑色固体粉末，有金属光泽。熔点2375℃，密度4.80g/cm³（14℃），莫氏硬度1.0～1.5。
二硫化钼加热可以和氯气反应，生成五氯化钼：
2 MoS2+ 7 Cl2→ 2 MoCl5+ 2 S2Cl2
二硫化钼和烷基锂在控制下反应，形成嵌入化合物（夹层化合物）LixMoS2。如果和丁基锂反应，那么产物为LiMoS2。
二硫化钼具有高含量活性硫，容易对铜造成腐蚀，在很多关于润滑剂添加剂方面的书籍、论文中都有论述。另外，有铜及其合金制造的部位需要润滑时，并非不可以选用含二硫化钼润滑产品，而是还需要添加防铜腐蚀剂。
MoS2可以由天然法，即辉钼精矿提纯法制备，该法是将的钼精矿经过一定的物理和化学作用，除去辉钼精矿中的酸不溶物、SiO2、Fe、Cu、Ca、Pb 等杂质，再进一步细化，获得纳米 MoS2。美国 Climax 钼公司就是采用了这种方法生产MoS2。这种方法制成的纳米MoS2，能够保持天然的 MoS2晶形，润滑性能较好，适合制成润滑剂。但是，采用天然法生产的纳米MoS2纯度不高，提纯技术还有待于进一步改进。当温度低于 400 ℃时，在普通大气下工作时建议用成本较低的MoS2，在 1300 ℃以下都有润滑能力，建议用成本较低的MoS2。
辉钼精矿用盐酸和氢氟酸在直接蒸汽加热下，反复搅拌处理，用热水洗涤、离心、干燥、粉碎，可制得。钼酸铵溶液中通入硫化氢气体，生成硫代钼酸铵。加盐酸转变为三硫化钼沉淀，后离心、洗涤、干燥、粉碎。后加热至950 °C脱硫可制得。
二硫化钼不导电，存在二硫化钼、三硫化钼和三氧化钼的共聚物。当摩擦材料因摩擦而温度急剧升高时， 共聚物中的三氧化钼颗粒随着升温而膨胀，起到了增摩作用；
二硫化钼还可成为制作晶体管的新型材料。相较于同属二维材料的石墨烯，二硫化钼拥有1.8eV的能带隙,而石墨烯则不存在能带隙，因此，二硫化钼可能在纳米晶体管领域拥有很广阔的应用空间。 而且单层二硫化钼晶体管的电子迁移率高可达约500 cm^2/(V·s), 电流开关率达到1×10^8.
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