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【背景及概况】[1][2]
钼是一种难熔金属。它关系到许多高科技领域的进展,也关系到许多经济部门,如钢铁工业、石化工业等部门的可持续发展。近年来钼的应用不断飙升, 越来越凸显它是一种重要的不可再生资源。氧化钼是钼最重要的化合物,如果2005年全球共消费16万t钼,平均以含钼为52%换算,即约消费31万t钼精矿,这样,其中至少有98%的钼精矿,即约有30万t钼精矿,在应用前要转化为氧化钼。在应用上,氧化钼是一种终端产品,又是一种中间产品,氧化钼是环境友好商品,在使用各种氧化钼过程中不用担心它对生态环境产生短期和长远危害。工业氧化钼是氧化钼系列产品应用最广的商品,传统的工业氧化钼,无论是桶装的、还是罐装的,通常含钼57%。我国大多数厂家生产的工业氧化钼含钼低于57%。在含Mo 57%的氧化钼中尚含大量的铜、铅、磷、钙、砷和硅等杂质。
工业氧化钼中的氧化钼相,有三氧化钼、二氧化钼、Mo3O8 和Mo8O11等低价钼氧化物,还有铜、铁和钙等钼酸盐。随着科学技术的进步,实验检测设备功能不断深入。传统方法生产工业氧化钼的物理与化学性质难以满足钼业发展的要求,工业氧化钼产品面临前所未有的挑战,出现许多新的氧化钼产品。此外科学家们对已有的氧化钼,从性能、结构等方面又有新的认识。特别是一些具有前瞻性的研究发现,许多氧化钼显示出某些新的性能。纳米材料,如升华法制备的纳米氧化钼凸显奇特的催化性能,广泛用作催化剂。而用氧化钼箔产生的纳米氧化钼与升华法产出的纳米氧化钼性能又有所差异。当今氧化钼的品种增多,生产方法也在不断改进,许多新型氧化钼具有新的特性。氧化钼特性的表征也不尽相同,应用领域和潜在的应用领域在拓展。二氧化钼是一种棕紫的晶体, 属单斜晶系, 含Mo 74. 99%,密度6. 44 g/cm3。早在1982年有人就试图将辉钼矿与三氧化钼蒸气在回转窑中反应制取二氧化钼,但反应难以控制,产物不纯。
【制备】[3]
制取二氧化钼的方法依旧是用氢还原二钼酸铵或化学纯三氧化钼或用氢还原二钼酸铵与三氧化钼的混合物。也有用氢还原仲钼酸铵的, 还原在回转炉中进行, 也可将二钼酸铵加在舟皿中于多管炉中进行。多级结构花状二氧化钼的制备方法按以下步骤进行:
1、按照体积比1∶0.59~2.5将过氧化氢逐滴加入到乙酰丙酮氧钼的甲醇溶液中,搅拌30min,得到浅黄色透明溶液,并转移到50mL反应釜中,在140~200℃下溶剂热反应 24h,得到黑色的前驱体;
2、步骤一中得到的前驱体经无水乙醇洗涤后于60~70℃下真空干燥8~15h,得到 多级结构花状二氧化钼,真空度为0.05MPa~0.07MPa。
【应用】[1][2]
二氧化钼可用于制备二氧化钼溅射膜,首先将含二氧化钼90%~99.5%的二氧化钼粉在7~28MPa等静压压制成极板,于真空炉中,在1250℃下烧结6h形成二氧化钼靶坯,而后用磁控溅射或脉冲激光溅射或离子束溅射,将二氧化钼溅射在基材上,基材可以是塑制材料、破璃基材、陶瓷基材和混合材料。其塑料基材为聚降冰片烯,陶瓷基材为蓝宝石。二氧化钼沉积在基材上形成二氧化钼薄膜,膜厚为0.5~10μm,而后测定了二氧化钼的功函,一般要求铟-氧化锡ITO等发光二极管材料的功函典型的数值为4.7eV。经测定上述二氧化钼溅射膜的功函为4.7~6eV,高于铟-氧化锡膜。此外二氧化钼膜表面的糙度比铟-氧化锡低,其糙度小于5nm。在波长为350~800nm下,二氧化钼膜的透射率大于85%。电阻率小于300μΨcm。
此外,研究结果显示二氧化钼膜具有优异的电性、光性和物理表面光洁等特性,可广泛用于发光二极管(OLED)、液晶显示装置(LCD )等、离子显示板(PDP)、场射显示板(FED)、薄膜太阳能电池、低电阻欧姆触点材料和其它电子材料和半导体材料。应该说对二氧化钼膜的研究目前处于起步阶段,研究将日趋广泛和深入。
总之随着科学技术的发展,科学工作者对传统氧化钼产品的生产作了重大的改进,提高了产品质量和钼回收率。对新型氧化钼,如纳米三氧化钼、二氧化钼膜的性能有新的发现和新的应用,有理由相信未来对各种氧化钼产品将进行更加深入的研讨,一定能有更加喜人的进步。
【参考文献】
[1] 张文钲. 氧化钼研发进展[J]. 中国钼业, 2006, 30(1): 7-11.
[2] 鲍涛, 林金辉. 纳米结构氧化钼的制备及其生物医学应用[J]. 化工新型材料, 2016, 44(6): 40-42.
[3] 程晓丽;霍丽华;宋肖肖;徐英明;张现发;高山;赵辉CN201210417187.6 多级结构花状二氧化钼的制备方法 20121026