輝鉬礦的主要成分。黑色固體粉末，有金屬光澤?；瘜W式MoS2，熔點2375℃，密度4.80g/cm3（14℃），莫氏硬度1.0～1.5。 [1]1370℃開始分解，1600℃分解為金屬鉬和硫。315℃在空氣中加熱時開始被氧化，溫度升高，氧化反應加快。二硫化鉬不溶于水、稀酸和濃硫酸，一般不溶于其他酸、堿、有機溶劑中，但溶于王水和煮沸的濃硫酸。
2MoS2+ 7 O2→ 2 MoO3 + 4 SO2 可以用鈦鐵試劑來檢驗生成的三氧化鉬。將產(chǎn)物用氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液處理（原理是將三氧化鉬轉(zhuǎn)化為鉬酸鹽），然后滴加鈦鐵試劑溶液，會和生成的鉬酸鈉或鉬酸鉀反應，產(chǎn)生金黃色溶液。這種方法很靈敏，微量的鉬酸鹽都能被檢測出來。而如果沒有三氧化鉬生成，溶液就不會產(chǎn)生金黃色，因為二硫化鉬不和氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液反應。
二硫化鉬加熱可以和氯氣反應，生成五氯化鉬：
2 MoS2+ 7 Cl2→ 2 MoCl5+ 2 S2Cl2
二硫化鉬和烷基鋰在控制下反應，形成嵌入化合物（夾層化合物）LixMoS2。如果和丁基鋰反應，那么產(chǎn)物為LiMoS2。
二硫化鉬具有高含量活性硫，容易對銅造成腐蝕，在很多關于潤滑劑添加劑方面的書籍、論文中都有論述。另外，有銅及其合金制造的部位需要潤滑時，并非不可以選用含二硫化鉬潤滑產(chǎn)品，而是還需要添加防銅腐蝕劑。
合成法可生產(chǎn)純度高、雜質(zhì)少、粒度細的硫化物，而且能制備出符合不同功能需求的硫化物，因此用合成法生產(chǎn)納米硫化物一直倍受關注。納米MoS2的制備方法有很多，如四硫代鉬酸銨熱分解法、硫化氫或硫蒸汽還原法、高能球磨法、碳納米管空間限制法、水熱合成法、高能物理手段和化學法結(jié)合等等。總體而言，制備方法有兩種，可以直接將鎢源或鉬源與硫源反應得到納米MoS2，或者先將鎢源或鉬源與硫源反應，得到前軀體，再將前軀體通過適當?shù)姆椒ǚ纸饣蜻€原成MoS2。
二硫化鉬是重要的固體潤滑劑，特別適用于高溫高壓下。它還有抗磁性，可用作線性光電導體和顯示P型或N型導電性能的半導體，具有整流和換能的作用。二硫化鉬還可用作復雜烴類脫氫的催化劑。
二硫化鉬不導電，存在二硫化鉬、三硫化鉬和三氧化鉬的共聚物。當摩擦材料因摩擦而溫度急劇升高時， 共聚物中的三氧化鉬顆粒隨著升溫而膨脹，起到了增摩作用；
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