多形态三氧化钼粉体的水热法制备
BiFeO3粉体的水热法制备与表征
BiFeO3粉体的水热法制备与表征BiFeO3是一种重要的多铁材料，具有较高的铁电和铁磁性能，广泛应用于大规模电子设备和存储器件中。
现在水热法被广泛应用于制备BiFeO3粉体，因为它具有简单、快速、低成本的优势。
本文将介绍BiFeO3粉体的水热法制备过程，并对制备得到的BiFeO3粉体进行形貌和物理性质的表征。
Bi(NO3)3•5H2O和Fe(NO3)3•9H2O是BiFeO3的制备所需的原始材料。
将它们溶解在去离子水中，并通过搅拌促使其充分混合。
然后，将该溶液转移到一个高温高压的反应容器中，并置于恒温恒压的水热条件下进行反应。
选择适当的温度和时间可使溶液中的Bi3+和Fe3+离子与水热条件下形成BiFeO3晶核，随后晶核逐渐生长。
产物经过水热法制备后，需要对其形貌进行观察和表征。
最常用的表征手段是扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)。
通过这些仪器可以观察到BiFeO3粉体的形貌和尺寸分布。
X射线衍射(XRD)技术还可以用来分析产物的晶体结构。
由于BiFeO3是具有特定晶体结构的材料，通过与标准库进行比对，可以确认制备的产物是否为BiFeO3。
XRD还可以提供BiFeO3晶体的晶胞参数和晶体品质。
除了形貌和晶体结构，BiFeO3粉体的物理性质也需要进行表征。
BiFeO3的铁电性质可以通过极化-电压曲线和介电性能测试进行表征。
极化-电压曲线可以确定BiFeO3样品的饱和极化和剩余极化，分析其铁电性能。
而介电性能测试可以提供BiFeO3样品在不同频率下的介电常数和损耗因子，用于评估其电介质性能。
BiFeO3的磁性性质也对其进行了研究。
可通过磁性测量系统(VSM)测量BiFeO3的磁滞回线和磁化曲线，分析其铁磁性能。
【CN109748325A】FeSmOSub3Sub纳米粉体的水热制备方法【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910162295.5(22)申请日 2019.02.22(71)申请人 湖州师范学院地址 313000 浙江省湖州市二环东路759号(72)发明人 唐培松 陈海锋 王永亚 丁杨彬 吕春燕 (51)Int.Cl.C01G 49/00(2006.01)B82Y 40/00(2011.01)(54)发明名称FeSmO 3纳米粉体的水热制备方法(57)摘要FeSmO 3纳米粉体的水热制备方法，涉及一种复合氧化物材料FeSmO 3的制备。
本发明以乙酸钐和草酸铁铵为原料，采用水热法在较低温度条件下一步制备了FeSmO 3，FeSmO 3近似球形颗粒，晶粒平均粒径为20-30nm，并且具有优异的可见光催化性能。
本发明为FeSmO 3纳米粉体产品的制备开发了新工业，达到了操作简单、快速高效、能耗低、可工业化生产FeSmO 3纳米粉体的目的。
权利要求书1页 说明书3页 附图2页CN 109748325 A 2019.05.14C N 109748325A权 利 要 求 书1/1页CN 109748325 A1.FeSmO3纳米粉体的水热制备方法，其特征在于包括以下步骤(1)在室温条件下，将0.006mol乙酸钐溶于40毫升60％的乙醇溶液得到A溶液，将0.004mol草酸铁铵溶于50ml蒸馏水中得到B溶液；(2)在搅拌条件下，将一定量的A溶液缓慢加入到B溶液中，持续搅拌10min，得到反应液；(3)将80毫升反应液转移至100毫升高压反应釜中，将反应釜放入一定温度的烘箱中恒温反应12h；(4)待反应釜自然冷却至室温，取出产品洗涤3次，将产品于80℃烘干得到FeSmO3纳米粉体样品。
2.如权利要求1所述的FeSmO3纳米粉体的水热制备方法，其特征在于A溶液缓慢加入到B 溶液中时，控制使Sm3+与Fe3+物质的量之比为1.2∶1至1.5∶1的范围。
纳米三氧化钼的合成方法及应用研究
纳米三氧化钼的合成方法及应用研究纳米MoO3的合成方法多样，并且可以通过不同的方法控制粒径和形态。
下面是几种常见的合成方法：1.溶液法合成：先将适量的钼酸和氨水溶解于水中，调节溶液的pH 值，在室温下搅拌反应一段时间，形成沉淀。
然后将沉淀通过离心或过滤得到纳米MoO32.水热法合成：将适量的钼酸和其中一种还原剂（如葡萄糖）溶解在水中，调节溶液pH值为酸性，然后在高温高压条件下加热反应一段时间。
最后通过离心或过滤获取纳米MoO33.热分解法合成：将适量的钼酸置于高温炉中，通过热分解反应制备纳米MoO3、该方法可以在较高温度下合成纳米MoO3，从而得到较小的粒径。
纳米MoO3在许多领域具有广泛的应用研究。
下面是几个主要的应用研究：1.传感器应用：纳米MoO3具有优异的化学、电学和光学性质，因此可以用于制备传感器。
例如，纳米MoO3可以制备气体传感器，用于检测一氧化碳、二氧化硫等有害气体；还可以制备湿度传感器，用于测量环境湿度。
2.电子器件应用：纳米MoO3具有半导体的特性，因此可以用于制备电子器件。
例如，可以将纳米MoO3作为电极材料，制备柔性电子器件，如柔性电池、柔性传感器等。
3.光电器件应用：纳米MoO3具有优异的光学性质，可以用于制备光电器件。
例如，可以将纳米MoO3作为光伏材料，制备太阳能电池；还可以将其作为透明导电薄膜，制备触摸屏、显示器等器件。
4.催化剂应用：纳米MoO3具有较高的催化活性，在催化反应中可以作为催化剂。
例如，纳米MoO3可以用于催化苯乙烯氧化、氢气催化转化等反应。
总之，纳米MoO3具有广泛的合成方法和应用前景。
通过不同的合成方法可以控制纳米MoO3的形态和粒径。
在应用研究方面，纳米MoO3在传感器、电子器件、光电器件和催化剂等领域都具有潜在的应用价值。
未来的研究可以进一步探索纳米MoO3在这些领域中的性能优化和应用拓展。
三氧化钼纳米纤维的水热法制备与表征
万方数据
为了证实高分辨电镜观测推论Ｍ００３纳米纤维为矩形截 面，对制备合成的Ｍ００３纤维进行了场发射电子扫描显微镜 观测，结果见图３，从中可以看出，完整Ｍ００３纤维的截面确实 为矩形结构，从中可以看出，矩形截而厚度小于ｌＯＯｎｍ，宽度 大于ｌＯＯｎｍ，有时一根大的矩形截面纤维又由多个小的矩形 截面的纤维组成。
基金项目：国家自然科学基金５０４７２０２８资助 作者简介：／ｇ鹏（１９６７一），男，长安大学材料学院教授，硕士生导师。发表文章４０多篇。
万方数据
·７０·
化工新型材料
第３７卷
图ｌ不同ＡＨＭ浓度和不同酸度系数，在１７０℃ ４０ｈ处理后获得的Ｍ００３纳米纤维
（ａ一２５％ＡＨＭ，酸度系数１５；ｂ－－１２．５％ＡＨＭ， 酸度系数１５｝ｃ一２６％ＡＨＭ，酸度系数２２）
料圆柱体压力容器，容积２００ｍＬ。 氧化钼粉体表征用仪器：扫描电子显微镜８－５７０型；日立
场发射扫描显微镜，ＪＳＭ－６７００Ｆ，日本电子株式会社（ＪＥＯＬ）；
ｘ射线衍射分析仪，Ｄ／ｍａｘ－２４００型，日本理学。 １．３实验过程
称取一定的钼酸铵倒入烧杯中，再加入适当的去离子水， 配制一定浓度的钼酸铵溶液２５ｍＬ，然后将烧杯放入超声清洗 器中，在２５＂Ｃ下超声１０ｍｉｎ，然后加入２５ｍＬ的ＨＮ０３充分搅 拌。然后将其置于高压反应釜中，封闭好后，放人恒温箱中， 设置温度为１７０℃，时间为４０ｈ。恒温结束后，让反应釜自然 冷却，将样品分别用去离子水洗涤。将洗涤后的样品在６２℃ 下恒温干燥６ｈ．最后收集，得到纳米级Ｍ００３微粉。
沿Ｅｏｏ］］方向择优生长，利用场发射扫描电子显微镜首次观测 到ＭｏＣｈ纳米纤维的断面为矩形。
（４）所合成的ＭｏＣｈ纳米纤维微观尺寸均匀、纤维表面光 滑、具有良好的分散性，所研究的Ｍ００３纳米纤维合成工艺具 有良好的可重复性，而且制备工艺过程简单，原料易得且成 本低。
WO3、TiO2及其复合粉体的水热制备工艺及光催化性能研究
WO3、TiO2及其复合粉体的水热制备工艺及光催化性能研究WO3、TiO2及其复合粉体的水热制备工艺及光催化性能研究随着环境问题的日益严重，寻找有效的环境净化技术成为迫切之需。
光催化材料因其在有害气体、有机物降解和水处理等方面的良好性能而备受关注。
WO3和TiO2无机材料作为一种重要的光催化剂，具有很高的应用潜力。
为了进一步提高光催化性能，研究人员开始探索WO3和TiO2的复合材料。
本文主要研究WO3和TiO2的水热制备工艺以及其复合粉体的光催化性能。
首先，我们采用水热法制备了WO3和TiO2粉体。
水热法是一种简单、低成本、可扩展性强的制备方法，因此非常适合大规模生产和应用。
通过调节反应条件，如反应温度、反应时间和配比等，可以获得不同尺寸和形貌的WO3和TiO2颗粒。
然后，我们进一步研究了WO3和TiO2复合粉体的光催化性能。
我们选择了常见的罗丹明B染料作为目标污染物，并通过可见光光谱法研究了光催化降解过程。
实验结果表明，WO3和TiO2的复合材料在可见光照射下具有优异的光催化活性。
与纯WO3和纯TiO2相比，复合材料在降解罗丹明B方面表现出更高的效率。
此外，随着WO3含量的增加，复合材料的光催化性能也有所提高。
进一步的研究表明，WO3和TiO2复合材料的光催化性能受到多种因素的影响。
首先，WO3和TiO2之间的相互作用可以提高电子-空穴对的分离效率，从而增强了光催化活性。
其次，复合材料的比表面积增加，有利于吸附目标污染物分子并促进光催化反应。
此外，WO3和TiO2颗粒的尺寸和形貌也对光催化性能具有重要影响。
综上所述，WO3、TiO2及其复合粉体的水热制备工艺及光催化性能研究表明，WO3和TiO2复合材料在光催化应用中具有重要的潜力。
水热法制备的WO3和TiO2颗粒具有优异的性能，并且通过调控水热反应条件可以得到理想的形貌和尺寸。
进一步研究表明，WO3和TiO2复合材料在可见光照射下具有出色的光催化活性，适用于环境净化、水处理等领域。
制备三氧化锰纳米材料的方法
制备三氧化锰纳米材料的方法引言：纳米材料具有独特的物理和化学性质，因此在许多领域都具有重要的应用潜力。
三氧化锰（Mn3O4）纳米材料是一种具有优异电化学性能和催化活性的重要纳米材料。
本文将介绍制备三氧化锰纳米材料的几种常用方法。
1. 水热法制备三氧化锰纳米材料水热法是一种常用的合成纳米材料的方法。
制备三氧化锰纳米材料的水热法一般包括以下步骤：首先，在适量的锰盐溶液中加入适量的还原剂，如葡萄糖或甘氨酸，使锰离子还原生成锰氢氧化物（Mn(OH)2）沉淀；然后，将得到的沉淀转移到高温高压的水热反应器中，在一定的温度和时间下进行水热反应；最后，将反应产物进行分离、洗涤和干燥，得到三氧化锰纳米材料。
2. 氧化还原法制备三氧化锰纳米材料氧化还原法是另一种制备三氧化锰纳米材料的常用方法。
该方法的关键步骤是将适量的锰盐和还原剂溶液混合，在适当的温度和pH 条件下进行反应。
常用的还原剂包括甘氨酸、葡萄糖和乙二醇等。
在反应中，还原剂将锰离子还原成锰氢氧化物沉淀，然后通过氧化处理将其转化为三氧化锰纳米材料。
不同的氧化剂可以用于氧化处理，如过氧化氢和硝酸等。
3. 气相沉积法制备三氧化锰纳米材料气相沉积法是一种常用的纳米材料合成方法，可以制备高纯度和高质量的纳米材料。
制备三氧化锰纳米材料的气相沉积法一般包括以下步骤：首先，将锰源溶解在适当的溶剂中，制备锰前体溶液；然后，将锰前体溶液喷雾进入高温炉中，在惰性气氛下进行热分解反应；最后，通过控制炉内温度和沉积时间，得到三氧化锰纳米材料。
4. 模板法制备三氧化锰纳米材料模板法是一种通过模板控制纳米材料形貌和尺寸的方法。
制备三氧化锰纳米材料的模板法一般包括以下步骤：首先，选择合适的模板材料，如聚苯乙烯微球或硅胶等；然后，在模板表面沉积锰前体溶液；接着，通过热处理或化学处理，将锰前体转化为三氧化锰纳米材料；最后，通过去除模板材料，得到三氧化锰纳米材料。
结论：制备三氧化锰纳米材料的方法有水热法、氧化还原法、气相沉积法和模板法等。
bifeo3粉体的水热法制备与表征
1前言早在1994年，Schmid 定义了多铁性材料即同时具有两种或两种以上铁性（如铁磁性、铁电性和铁弹性）的材料[1]。
广义上的多铁性材料主要有两种：单相多铁性材料和复相多铁性材料。
单相多铁性材料是自身同时具有铁电性和铁磁性的一系列单相化合物（比如BiFeO 3，BiMnO 3等），自然界中的单相多铁性材料并不多[2、3]。
多铁性材料由于其多铁性（如铁磁性、铁电性和铁弹性）[4]，在磁传感器、电容-电感一体化器件、信息储存方面应用前景十分广泛[5、6]。
近年来，BiFeO 3作为一种新型的铁磁电材料而吸引了人们的注意[7]。
具有六方菱形钙钛矿结构的BiFeO 3是少数在室温下同时具有铁磁性和铁电性的材料之一，具有较高的居里温度（Tc=1103K ）和尼尔温度（TN=643K）以及抗疲劳特性等优点。
目前学者的研究主要集中在BiFeO 3薄膜以及陶瓷的制备上，关于粉体制备的研究较少。
目前，制备BiFeO 3方法主要有以下几种，如微乳液法、共沉淀法、溶胶-凝胶法[8]、水热法。
共沉淀法操作简单，焙烧温度低、易制备出小尺寸粉体。
溶胶-凝胶法制备的粉体颗粒常常出现团聚问题。
水热法制备粉体材料已基本实现工业化，该法制备的粉体具有结晶完好、团聚少、纯度高、粒度分布窄、烧结活性高以及多数情况下形貌可控、可大量制备、合成法可在较低温度下进行等优点，为合成BiFeO 3粉体提供了新的途径。
本论文以Bi （NO 3）3·5H 2O、Fe （NO 3）3·9H 2O、KOH、NH 3·H 2O 为主要原料，采用水热法制备BiFeO 3粉体，借助XRD、SEM、TEM 和VSM 研究了掺杂对BiFeO 3形貌、晶体结构、磁学性能的影响。
2实验周营,柯善军,田维,孙飞野,马超,朱志超（佛山欧神诺陶瓷有限公司，佛山528138）Bi （NO 3）3·5H 2O、Fe （NO 3）3·9H 2O 和KOH 为原料，NH 3·H 2O 为沉淀剂，采用水热法制备BiFeO 3粉体，借助XRD、SEM、TEM 和VSM 研究水热条件对晶体结构、形貌和磁学性能的影响。
三氧化钼的制备方法
三氧化钼的制备方法三氧化钼是一种挺神奇的物质呢，那它是怎么制备出来的呢？咱们先说从钼精矿制备三氧化钼的方法吧。
钼精矿就像一个装满宝藏但需要精心挖掘的矿山。
要把钼精矿氧化，这就好比给一个封闭的宝藏打开一扇通往外界的门。
可以通过焙烧的方式，在空气中加热钼精矿。
这时候啊，钼精矿里的硫化钼就像一个怕热的小虫子，在高温和空气中的氧气作用下发生反应，变成三氧化钼和二氧化硫。
这个过程就像一场奇妙的变身魔法，硫化钼变成了我们想要的三氧化钼，而二氧化硫就像这个魔法产生的小烟雾一样飞走了。
那有人可能会问，这样制备出来的三氧化钼就很纯净了吗？当然不是啦。
这个过程中可能会有一些杂质跟着一起产生，就像在一场盛宴中总会有一些不请自来的小虫子一样。
所以还需要进一步的提纯处理呢。
再来说说用钼酸铵制备三氧化钼的方法。
钼酸铵就像一个乖巧的小原料，很适合用来制备三氧化钼。
可以把钼酸铵加热分解，这一加热啊，钼酸铵就像一个被叫醒开始活动的小动物。
在加热过程中，钼酸铵内部的结构就像积木搭成的房子被打乱一样，发生分解反应，生成三氧化钼、氨气和水。
氨气和水就像两个结伴而行的小伙伴，从反应体系中跑出去了，留下了三氧化钼。
这个过程是不是很有趣呢？不过这也不是完全一帆风顺的，有时候反应的条件控制不好，就像厨师做菜火候没掌握好一样，可能会导致三氧化钼的纯度不高或者产量受到影响。
还有一种方法是用金属钼来制备三氧化钼。
金属钼就像一个坚固的小堡垒，要把它变成三氧化钼，就得让它和氧化剂发生反应。
可以选择在高温下让金属钼和氧气反应，这就像让一个坚强的战士去迎接一场火热的战斗。
金属钼在氧气中慢慢被氧化，就像战士的铠甲在战斗中逐渐变色一样，最后变成三氧化钼。
这时候制备出来的三氧化钼可能也会存在一些其他的情况，比如说如果氧气的量控制不好，就像往杯子里倒水没倒准一样，可能会有不完全反应的情况发生，那得到的三氧化钼的质量就会受到影响。
从辉钼矿制备三氧化钼也是一种途径。
辉钼矿就像一个有着独特魅力的矿石精灵。
水热法制备Mo掺杂WO3纳米材料及其光致变色性质的研究
水热法制备Mo掺杂WO3纳米材料及其光致变色性质的研
究
周妍;张然;王东生;杨斌
【期刊名称】《材料工程》
【年(卷),期】2012(000)010
【摘要】WO3是一种多功能半导体材料,光致变色是其重要性质之一.利用单质W 和Mo与双氧水之间的反应,加入Na2SO4作为矿化剂,通过水热合成制备出具有新颖结构的六方相Mo掺杂WO3纳米材料.应用SEM,XRD,HRTEM,XPS等检测手段分别对掺杂纳米材料的形貌和尺寸、物相、掺杂成分等进行研究,证明了产物为纯六方相的MoxW1xO3,并确认了掺杂的成功.通过与纯WO3纳米线对比,所制备的MoxW1xO3材料所具有的由掺杂导致的带隙改变及其独特的复合纳米结构,都有利于提高电子传递效率,从而使光致变色性能明显提高.
【总页数】8页(P73-79,83)
【作者】周妍;张然;王东生;杨斌
【作者单位】铜陵学院机械工程系,安徽铜陵244000;铜陵学院信息管理与系统工程研究所,安徽铜陵244000;铜陵学院机械工程系,安徽铜陵244000;铜陵学院机械工程系,安徽铜陵244000
【正文语种】中文
【中图分类】TB381
【相关文献】
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2.水热法制备Co掺杂WO3气敏材料及其性能研究 [J], 桂阳海;赵建波;王焕新;田俊峰;张永辉
3.水热法制备Fe掺杂Ag/ZnO复合纳米材料及其光催化性能研究 [J], 李秀娟;孟阿兰
4.Na0.33WO3溶胶及薄膜的制备与光致变色性质研究 [J], 徐英明;霍丽华;程晓丽;赵辉;高山
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镍钛合金诱导生成花状多级结构三氧化钼材料及其制备方法与应用
镍钛合金诱导生成花状多级结构三氧化钼材料及其制备方法与应用随着科技的不断进步，材料科学一直是人类不断探索的领域之一。
在这个领域里，有一种叫做“镍钛合金诱导生成花状多级结构三氧化钼材料”的物质，它具有很高的应用价值。
本文将详细介绍这种物质及其制备方法和应用领域。
一、什么是“镍钛合金诱导生成花状多级结构三氧化钼材料”？首先，让我们了解一下这个名字中的几个专业术语的含义。
1. 镍钛合金：镍钛合金是一种具有形状记忆功能和耐腐蚀性能的合金材料。
它在应用领域中被广泛用于制造形状记忆合金材料。
2. 花状多级结构：花状多级结构是一种具有多层次结构的材料。
它的形状类似于花朵，可以旋转和弯曲，非常灵活。
3. 三氧化钼：三氧化钼是一种重要的无机化合物，常被用作固体润滑剂、光学材料、电子元器件等。
镍钛合金诱导生成花状多级结构三氧化钼材料，就是将三氧化钼材料制备成花状多级结构，并通过镍钛合金诱导使其具有形状记忆和耐腐蚀性能。
二、如何制备这种材料？1. 材料准备为制备花状多级结构三氧化钼材料，首先需要准备以下材料：（1）甲基丙烯酸甲酯（MMA）（2）N，N-二甲基乙酰胺（DMF）（3）氨水（NH3·H2O）（4）硫酸铵（NH4）2SO4（5）钼酸铵（NH4）6Mo7O24（6）乙二醇（EG）（7）聚乙烯吡咯烷酮（PVP）（8）镍钛合金薄片2. 制备过程（1）制备花状多级结构三氧化钼材料① 将NH4）2SO4和（NH4）6Mo7O24分别溶解在DMF 中，得到两种溶液。
② 将氨水滴加到其中一个溶液中，搅拌至pH=9~10。
③ 将两种溶液混合搅拌，得到一种混合溶液。
④ 将PVP、EG和MMA加入混合溶液中，搅拌30 min。
⑤ 在镍钛合金薄片上滴加制备好的混合溶液，晾干并固化，得到具有花状多级结构的三氧化钼材料。
（2）镍钛合金诱导将制备好的花状多级结构三氧化钼材料和镍钛合金薄片放入一起，在退火过程中，使镍钛合金膜对三氧化钼材料施加应力，从而诱导花状多级结构的形状记忆和耐腐蚀性能。
水热法制备高比表面积花球状二硫化钼的条件探索
第50 卷第 6 期2023年6 月Vol.50，No.6Jun. 2023湖南大学学报（自然科学版）Journal of Hunan University（Natural Sciences）水热法制备高比表面积花球状二硫化钼的条件探索任改梅，蔡文昊，涂川俊，刘艳丽†（湖南大学材料科学与工程学院，湖南长沙 410082）摘要：以三氧化钼（MoO3）为钼源，硫氰化钾（KSCN）为硫源，同时作为反应中的还原剂，采用相对温和的水热法制备微观形貌为花球状的二硫化钼（MoS2），通过控制反应温度、反应物配比中KSCN物质的量，改变反应体系pH值，在反应体系中添加表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）等，探索不同实验参数对产物MoS2晶体结构和微观形貌的影响，实现合成过程中MoS2形貌和尺寸的有效调控. 实验结果表明，水热反应温度为240 ℃、pH值为0.6时是该反应体系制备花球状MoS2的最适反应条件；且随着反应物KSCN的过量，所得MoS2晶粒尺寸越来越小，表面片层间距也逐渐增大；添加了表面活性剂CTAB的产物形貌更加规整，尺寸更加均匀.关键词：半导体；花球状MoS2；水热法；微观形貌；合成；光催化中图分类号：O613.5 文献标志码：AExploration on Conditions for Preparation of Spherical Flower-like MoS2 with High Specific Surface Area by Hydrothermal MethodREN Gaimei，CAI Wenhao，TU Chuanjun，LIU Yanli†（College of Material Science and Engineering， Hunan University， Changsha 410082， China）Abstract：MoO3and KSCN were taken as precursors to synthesize spherical flower-like MoS2through the hydrothermal method，where MoO3worked as the source of molybdenum for the reaction，and KSCN provided sulfur，KSCN also worked as the reducing agent of this reaction. With the method of controlling the reaction temperature，changing pH，adding a surfactant，and a large excess of sulfur source in the reagent，many experiments were explored to discover the effects of different experiment parameters on the crystal structure and morphology of MoS2. The optimal conditions of the reaction to obtain the spherical flower-like MoS2 were at 240 ℃，and the pH value is 0.6. Besides， with an excess of KSCN， the size of the MoS2 became smaller and the intervals between the surface sheets also increased. After adding the CTAB， the morphologies of the products became more structured and their sizes became more uniform.Key words：semiconductor；spherical flower-like MoS2；hydrothermal method；micro-morphology；synthesis；photocatalysis∗收稿日期：2022-01-05基金项目：国家自然科学基金资助项目（51772081，51837009），National Natural Science Foundation of China（51772081， 51837009）；湖南省研究生科研创新项目（QL20210093），Postgraduate Scientific Research Innovation Project of Hunan Province（QL20210093）作者简介：任改梅（1990―），女，河南开封人，湖南大学博士研究生† 通信联系人，E-mail：****************.cn文章编号：1674-2974（2023）06-0164-07DOI：10.16339/ki.hdxbzkb.2023304第 6 期任改梅等：水热法制备高比表面积花球状二硫化钼的条件探索具有3d价电子层结构的过渡金属元素所构成的硫化物具有特殊的结构和物理化学性能［1-4］. 二硫化钼（MoS2）是一种具有金属光泽的黑色固体粉末，具有较高的催化活性和良好的稳定性，在催化剂应用方面具有很大的前景［5-7］. 为了采用简单、绿色、经济的合成方法制备优良催化性能的MoS2，科学工作者们对于MoS2的制备和改性做了许多深入研究［8-10］. 与普通MoS2相比，纳米MoS2具有高不饱和性和催化活性边缘结构，性能更加优越，主要表现在比表面积大、反应活性高、催化性能提升、吸附能力增强等优点［11-13］. 水热法在多种制备方法中，具有反应条件温和、操作简单、产物形貌可控及纯度较高等优点［14-16］. 因此，本文采用水热法，选择三氧化钼（MoO3）作为反应的钼源，硫氰化钾（KSCN）作为反应的硫源和还原剂，通过改变反应温度、体系的pH，添加表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）以及使反应物中硫源大比例过量等，探索不同反应条件下，产物微观结构和形貌的变化，并对其反应机理进行探讨，研究产物微观结构与反应条件之间的联系.1 实验部分1.1 MoS2的制备1）分别称取0.432 g MoO3和0.873 g KSCN溶于80 mL的去离子水中，使得反应物中钼、硫摩尔比为1∶3，在磁力搅拌下逐滴加入1.0 mol/L稀盐酸，调节pH分别为0.6、1.0、2.0，将所制得的溶液转移至100 mL聚四氟乙烯内衬的反应釜中进行反应，反应温度设定为240 ℃，反应时间为24 h. 反应完成后，反应釜随炉冷却至室温. 将沉淀用KOH稀溶液洗涤，再用去离子水和无水乙醇充分洗涤，离心，于60 ℃下干燥24 h.2）改变反应温度，分别设定为180 ℃、210 ℃，调节反应体系pH值为0.6，其余过程同1）.3）称取0.02 g表面活性剂CTAB溶于40 mL去离子水中，超声至完全溶解，重复上述MoO3和KSCN的配制过程，将所得混合溶液逐滴加入CTAB溶液中，调节反应体系pH值为0.6，其余过程同1）.4）改变反应物中钼、硫摩尔比分别为1∶5、1∶10、1∶15，使反应物中硫源过量进行反应，其余过程同1）.1.2 样品表征本实验采用Rigaku D/Max-2400型转靶全自动X射线粉末衍射仪，用Cu-Kα线（λ= 1.541 78×10-7 mm）作为发射光源，加速电压为40 kV，电流为100 mA，步长为0.004°，扫描速度为8°/min，扫描角度为5°~80°. 扫描电镜照片（FESEM）和能谱数据（EDS）来自型号为Hitachi S-4800和JSM 6700F冷场发射扫描电子显微镜，工作电压分别为10 kV和15 kV. 紫外/可见漫反射（UV-Vis-DRS）吸收光谱来自装有小积分球的固相紫外/可见/近红外吸收光谱仪（Hita⁃chi Model U-4100，日本日立公司），扫描范围为240~ 2 600 nm，测试均采用吸收模式，检测系统为积分球，狭缝设为4 nm.2 结果与讨论2.1 反应体系不同pH值对所得产物的影响图1为水热反应温度为240 ℃，反应时间为24 h，反应物中钼、硫摩尔比为1∶3，不加任何表面活性剂，调节体系不同pH值所制备产物的XRD图谱，与标准图谱（JPCDS No.37-1492）比对发现，所有衍射峰（002）、（100）、（103）、（110）均属于六方晶系MoS2，图1中并未发现其他杂质峰，说明在该条件下的水热反应可成功制备纯相的MoS2. 当pH=0.6和pH=1.0时，所得产物衍射峰高且尖锐，表明所得MoS2的结晶度较好，制备的粉末样品多为花瓣状. 而当pH=2.0时，所得产物多为棒片状结构，且颗粒之间发生粘连，甚至形成了絮状，未形成层状堆垛；其XRD图谱表现出明显的宽化以及弥散的背景，（002）衍射峰向低角度发生明显偏移，我们推测可能是因为MoS2层状结构发生弯曲导致晶格产生膨胀的结果.图2为反应体系在不同pH值下所得MoS2的图1 不同pH值所得MoS2的XRD图谱Fig.1 XRD patterns of the samples obtained MoS2at different pH165湖南大学学报（自然科学版）2023 年SEM照片. 由图2（a）可知，当反应体系pH=2.0时，所得MoS2主要呈棒片状，直径为300 nm~1 μm，长度达到几个微米，且一些棒片的交界出现模糊，甚至形成絮状团簇. 图2（b）为图2（a）的局部放大图，从图2（b）中可以很清晰地看出棒状MoS2的表面并不光滑，呈现出花纹状结构，花纹分布较为均匀，且无明显的选择性生长. 由图2（c）可知，当反应体系的pH 值降至1.0时，所得产物已经没有明显的棒片结构，取而代之的是近似球形的絮状团簇，且该絮状团簇分散性较差，表面比棒片结构显得更为粗糙. 经过进一步放大，如图2（d）所示，可以看到该絮状团簇表面由一些薄片组成. 当反应体系的pH值降至0.6时，由图2（e）可知，所得产物出现了明显的球花状结构，球花的直径大约为400 nm，大小较为均一，球花的分散性也比上述絮状团簇好，该球花的放大图如图2（f）所示，从图2（f）可以看出球花的表面由许多花瓣状的薄片构成，薄片之间界限分明.为进一步探索反应体系pH值的变化对所得产物MoS2形貌改变的机理，观察了原料MoO3的微观结构，如图3所示. 从图3（a）中可以看出，原料MoO3为棒片状结构，直径在300 nm~1 μm；由图3（b）可知，原料MoO3的表面十分光滑，无任何花纹结构，因而可以推测，在反应过程中，随着pH值的降低，MoO3在反应体系中的溶解速度逐渐增大. 当pH为2.0时，由于溶解的MoO3较少，而在棒片状MoO3周围的钼离子浓度较大，所以MoS2就以MoO3为形核基底和生长模板，从表层向内部生长. 当pH值继续降低时，MoO3溶解速度加快，扩散出的钼离子与溶液中的硫离子能够更充分地进行反应，因而得到的MoS2不再以棒片状MoO3为模板成核及生长，同时又为了降低其表面能，所以形成由层片状MoS2组成的球花状结构.在水热反应过程中，KSCN在不同的酸性条件下受到高温高压的作用，将MoO3还原生成MoS2，在MoS2晶核生长的过程中，在酸性条件的作用下，H+积聚在MoS2纳米结构表面及边缘中，由于H+电荷屏蔽效应的影响，边缘与表面、表面与表面之间发生大量的结合，阻止晶核进一步长大，从而只能自组装形成花球状的MoS2［17］.2.2 反应体系不同反应温度对产物的影响图4为反应温度为180 ℃，反应原料中Mo和S 的摩尔比为1∶3，反应体系pH值为0.6时，不加任何表面活性剂，水热反应24 h所得产物的XRD图谱. 通过与标准图谱比对，发现其主要衍射峰（020）、（110）、（040）、（021）、（060）与斜方晶系的三氧化钼标准图谱相符合（JPCDS Card No.35-0609），其他衍射峰（100）、（200）、（300）则与JPCDS标准卡片No.21-0569六方晶系三氧化钼的标准图谱吻合，说明在该反应温度下并没有MoS2产物生成，得到的产物为分属两个不同晶系的三氧化钼.图5为其他反应条件不变，而反应温度分别为210 ℃和240 ℃所得产物的XRD图谱. 通过与标准图谱比对，发现当反应温度为240 ℃时，所得产物所有衍射峰（002）、（100）、（103）、（110）均属于六方晶系MoS2（JPCDS Card No.37-1492），图中并未发现其他杂质峰，说明通过该条件下的水热反应可制得纯相的MoS2. 而当反应温度为210 ℃时，所得产物的特（a）MoO3（b）MoO3（放大图）图3 原料MoO3的SEM照片Fig.3 SEM images of raw material MoO3（a） pH=2.0 （b） pH=2.0（放大图）（c） pH=1.0 （d） pH=1.0（放大图）（e） pH=0.6 （f） pH=0.6（放大图）图2 不同pH值下所得MoS2的SEM照片Fig.2 SEM images of MoS2 obtained at different pH166第 6 期任改梅等：水热法制备高比表面积花球状二硫化钼的条件探索征峰与反应温度为240 ℃时基本吻合，说明该温度下也得到了属于六方晶系的MoS 2. 但是反应温度为210 ℃所得产物的XRD 特征峰明显宽化，并且位于（103）位置的特征峰很不明显，说明该反应温度下得到的MoS 2晶体颗粒较小，且合成的MoS 2处于层状结构与花球状结构相结合的状态.图6为不同反应温度下制得的MoS 2的SEM 照片. 由图6（a ）和图6（b ）可以看出，当反应温度为180 ℃时，所得产物具有棒片状结构，表面光滑，与原料MoO 3相似（图3），且XRD 图谱表明产物以原料MoO 3（图4）为主，图6（a ）和图6（b ）中显示MoO 3比原料的破碎程度更高（图3），应该是溶液配制过程中的超声振荡导致. 在实验过程中，当反应温度为180 ℃时，反应完全后，所得沉淀呈浅蓝色［图7（a ）］，并且经过洗涤过后蓝色褪去. 当反应温度分别为210 ℃和240 ℃时，沉淀呈黑色［图7（b ）和图7（c ）］，Mo 6+水溶液为无色，而Mo 5+水溶液呈蓝色，因而可以推测，该浅蓝色沉淀应该是由于Mo 5+的存在所导致的. 所以，在180 ℃的反应温度下，该反应体系无法得到MoS 2，甚至反应物MoO 3也只是少量溶解，且溶解的部分没有参与反应生成MoS 2，而是被还原成Mo 5+. 另外，当反应温度为210 ℃时，由产物的SEM 照片［图 6（c ）和图6（d ）］可以看出，所得产物开始形成类球状团簇，直径在400 nm 左右，而且团簇体表面呈现较浅的不规则片状花纹. 随着反应温度的进一步升高，在240 ℃下所得产物则显示出了明显的球花状结构［图6（e ）和图6（f ）］，球花的直径大约为400 nm ，大小较为均一，球花的表面由许多花瓣状的薄片构成，薄片之间界限分明. 因此，240 ℃是在该反应体系下制得球花状MoS 2的最佳温度.在水热反应过程中，KSCN 受到高温高压的作用，将MoO 3还原生成MoS 2，由于温度的不同，所得到的产物的颗粒大小，团聚情况也有所差异，随着温度的升高，MoS 2纳米结构表面及边缘的能量势垒高度降低，阻止了晶核长大，为降低表面能，从而只能自图5 不同反应温度下所得产物的XRD 图谱Fig.5 XRD patterns of the samples obtained at differentreaction temperature图4 180 ℃反应温度下所得产物的XRD 图谱Fig.4 XRD pattern of the sample obtained at thereaction temperature 180 ℃（a ）180 ℃ （b ）180 ℃（放大图）（c ）210 ℃ （d ）210 ℃（放大图）（e ）240 ℃ （f ）240 ℃（放大图）图6 不同反应温度下制得的MoS 2的SEM 照片Fig.6 SEM images of MoS 2 obtained at differentreaction temperature167湖南大学学报（自然科学版）2023 年组装形成花球状的MoS 2.2.3 表面活性剂对所得产物的影响图8为未经煅烧所得产物的XRD 图谱. 其具体条件是反应温度为240 ℃，n （Mo ）∶n （S ）=1∶3，pH=0.6，水热反应24 h ，加入表面活性剂CTAB 与否所得产物的XRD 图谱. 由图8可以看出，当反应体系中加了CTAB 以后，所得产物在2θ=14°附近有较为明显的衍射峰，对应于MoS 2的（002）晶面，说明制备的样品在c 轴有较好的堆垛；在2θ=35°附近只有宽化的包，而在其他位置则只有弥散的背景，说明所得MoS 2粒径较小，虽然形成了花状结构，但由于表面存在粘连，分布不均匀，衍射峰发生了偏移. 体系中没有加入表面活性剂时，如前所述，为纯相的六方晶系MoS 2，对应的PDF 卡片为JPCDS 标准卡片No.37-1492.图9为添加CTAB 时不同pH 值所得产物的SEM 照片. 其具体条件是反应温度为240 ℃，n （Mo ）∶n （S ）=1∶3，水热反应24 h. 从图9可以看出，当反应体系中加入表面活性剂以后，所得的MoS 2表现出更为规整的球形，尺寸分布更加均匀，球的表面同样存在花瓣状的薄片结构，而且随着pH 的降低，花球直径减小. 当pH=1.0时，花球直径大约为800 nm ［图9（a ）和图 9（b ）］；当pH=0.6时，花球直径为200~300 nm ［图 9（c ）和图9（d ）］. 究其原因，可能是由于产物MoS 2颗粒表面带负电，而阳离子型的表面活性剂CTAB 具有带正电的基团，由于静电作用，反应过程中CTAB 会吸附在MoS 2颗粒表面，由于CTAB 的“空间位阻”效应避免颗粒团聚，从而使所得的MoS 2球更为规整.2.4 不同反应物配比（硫源大比例过量）对产物的影响图10为反应物中不同钼、硫摩尔比反应所得产物的SEM 照片，从图10中可以看出，随着反应物中KSCN 用量的增加，即反应物中钼、硫摩尔比的减小，所得球状产物的直径越来越小，当n （Mo ）∶n （S ）=1∶3时，产物的直径约为500 nm ［图10（a ）和图10（b ）］；当n （Mo ）∶n （S ）=1∶15时，产物的直径降低到约为300 nm ［图10（g ）和图10（h ）］，并且产物表面片层结构的间距逐渐增大. 我们推测产生这些变化的主要原因是：一方面，随着反应物KSCN 的增加，在酸性体系下产生的H 2S 的量也越来越多，从而使产物MoS 2的成核数目增加，晶粒在生长过程中来不及进一步长大；另一方面，在反应釜密闭的环境中，H 2S 气体的量增多，导致反应体系的压强越来越大，在高压下，MoS 2片层间吸附的物质增多，这些物质可能形成阻隔层，使得MoS 2层间堆积的阻力增大，从而使片层结构的间距增大.图8 未经煅烧所得产物的XRD 图谱Fig.8 XRD patterns of the samples obtained without calcination（a ）180 ℃ （b ） 210 ℃ （c ） 240 ℃图7 不同反应温度下的产物照片Fig.7 Images of the samples obtained at differentreaction temperature（a ）pH=1.0 （b ）pH=1.0（放大图）（c ）pH=0.6 （d ）pH=0.6（放大图）图9 添加CTAB 时不同pH 值所得产物的SEM 照片Fig.9 SEM images of the samples obtained withCTAB at different pH168第 6 期任改梅等：水热法制备高比表面积花球状二硫化钼的条件探索3 结 论本文采用水热法，选择MoO 3作为反应的钼源，KSCN 作为反应的硫源和还原剂，通过改变反应温度、体系的pH 值、添加表面活性剂（CTAB ）以及使硫源大比例过量的方法，探索不同反应条件对产物微观结构和形貌的影响，并对其反应机理进行研究. 主要结论如下：1）随着反应体系pH 值的降低，所得产物结晶度增高，并且微观形貌从棒片状到絮状团簇，再向球花状转变. 在反应温度为240 ℃，n （Mo ）∶n （S ）=1∶3，不添加表面活性剂，体系pH=0.6，所得产物为大小均一，直径大约为400 nm 的球花，并且球花的表面由许多花瓣状的薄片构成.2）在本文的反应体系中，当反应温度为180 ℃时，无法得到MoS 2，而随着反应温度的升高，所得产物结晶度变好，产物表面片状花纹加深，且更倾向于向球花的微观形貌转变. 实验结果初步确定240 ℃为该体系下反应得到MoS 2的最佳温度.3）在反应温度为240 ℃，n （Mo ）∶n （S ）=1∶3，加入表面活性剂CTAB 以后，所得MoS 2表现为更加规整的球形，尺寸分布也更加均匀，球的表面有花瓣状的薄片结构，而且随着反应体系pH 值的降低，所得MoS 2球直径减小，pH=1.0时大约为800 nm ，而pH=0.6时，直径只有200~300 nm.4）随着反应物中KSCN 的增加，反应物中钼、硫摩尔比减小，所得球状产物的直径尺寸越来越小. 当n （Mo ）∶n （S ）=1∶3时，产物的直径约为500 nm ，当 n （Mo ）∶n （S ）=1∶15时，产物的直径降低到约为 300 nm ，并且产物表面片层结构的间距逐渐增大.5）成功合成了花球状的MoS 2，其球花表面由许多花瓣状薄片组成，且颗粒均匀，纯度较高，有望在固体润滑剂及光催化领域得到应用.参考文献［1］WU Z Y ， SHUI S X ， ZHANG X ， et al. A review on noble metalnanoparticles-two-dimensional transition metal dichalcogenides nano-hybrids ： preparation and their photoelectric properties ［J ］.Materials Reports ， 2019， 33（3）：426-432. （in Chinese ）［2］GUO Z N ，SUN F ，YUAN W X ．Chemical intercalations inlayered transition metal chalcogenides ：syntheses ，structures ，and related properties ［J ］．Crystal Growth & Design ，2017，17（4）：2238-2253．［3］秦涛，常恬，张文，等．类石墨烯过渡金属二硫化物的制备及应用研究进展［J ］．中国材料进展，2019，38（10）：1023-1029．QIN T ，CHANG T ，ZHANG W ，et al ．Progress in preparation and application of graphene-like transition metal sulfides ［J ］．Materials China ，2019，38（10）：1023-1029．（in Chinese ）［4］SAHOO S ，KRISHNAMOORTHY K ，PAZHAMALAI P ，et al ．Copper molybdenum sulfide nanoparticles embedded on graphene sheets as advanced electrodes for wide temperature-tolerant supercapacitors ［J ］．Inorganic Chemistry Frontiers ，2019，6（7）：1775-1784．［5］CHANG K ，HAI X ，PANG H ，et al.Targeted synthesis of 2H- and1T-phase MoS 2 monolayers for catalytic hydrogen evolution ［J ］.Advanced Materials （Deerfield Beach ，Fla ．），2016，28（45）：10033-10041．［6］CHANG K ，LI M ，WANG T ，et al ．Drasticlayer-number-（a ）n （Mo ）∶n （S ）=1∶3 （b ）n （Mo ）∶n （S ）=1∶3（放大图）（c ）n （Mo ）∶n （S ）=1∶5 （d ）n （Mo ）∶n （S ）=1∶5（放大图）（e ）n （Mo ）∶n （S ）=1∶10 （f ）n （Mo ）∶n （S ）=1∶10（放大图）（g ）n （Mo ）∶n （S ）=1∶15 （h ）n （Mo ）∶n （S ）=1∶15（放大图）图10 反应物中不同钼、硫摩尔比反应所得产物的SEM 照片Fig.10 SEM images of the products obtained by reacting withdifferent molar ratios of molybdenum and sulfur in the reactants 169湖南大学学报（自然科学版）2023 年dependent activity enhancement in photocatalytic H2 Evolutionover n （n≥1） under visible light［J］．Advanced Energy Materials，2015，5（10）：1402279．［7］MAO J，WANG Y，ZHENG Z L，et al. The rise of two-dimensional MoS2 for catalysis［J］．Frontiers of Physics，2018，13（4）：1-19．［8］SANGEETH D N，SANTOSH M S，SELVAKUMAR M. Flower-like carbon doped MoS2/Activated carbon composite electrode forsuperior performance of supercapacitors and hydrogen evolutionreactions［J］. Journal of Alloys and Compounds，2020，831：154745.［9］PRABHAKAR VATTIKUTI S V，NAGAJYOTHI P C，DEVARAYAPALLI K C，et al．Hybrid Ag/MoS2nanosheets forefficient electrocatalytic oxygen reduction［J］．Applied SurfaceScience，2020，526：146751．［10］PAN Y，LIN Y，LIU Y Q，et al．A novel CoP/MoS2-CNTs hybrid catalyst with Pt-like activity for hydrogen evolution［J］．CatalysisScience & Technology，2016，6（6）：1611-1615．［11］XIE J F，QU H C，XIN J P，et al．Defect-rich MoS2nanowall catalyst for efficient hydrogen evolution reaction［J］．NanoResearch，2017，10（4）：1178-1188．［12］ZHANG T，HUANG J，XIA Y，et al. A high-efficiency electrocatalyst for hydrogen evolution based on tree-likeamorphous MoS2nanostructures prepared by glancing angledeposition［J］. Journal of Solid State Chemistry，2020，286：121255.［13］XIE J F，ZHANG H，LI S，et al．Defect-rich MoS2ultrathin nanosheets with additional active edge sites for enhancedelectrocatalytic hydrogen evolution［J］．Advanced Materials （Deerfield Beach，Fla．），2013，25（40）：5807-5813．［14］WU X， CHEN F， WANG X， et al. In situ one-step hydrothermal synthesis of oxygen-containing groups-modified g-C3N4for theimproved photocatalytic H2-evolution performance［J］. AppliedSurface Science， 2018， 427： 645-653.［15］SHANDILYA M，RAI R，SINGH J．Review：hydrothermal technology for smart materials［J］．Advances in AppliedCeramics，2016，115（6）：354-376．［16］MACHIDA M，KOBAYASHI M，SUZUKI Y，et al. Facile synthesis of >99% phase-pure brookite TiO2by hydrothermal conversionfrom Mg2TiO4［J］. Ceramics International，2018，44（14）：17562-17565．［17］JIAO F. Preparation and photocatalytic properties of molybdenum disulfide nanocomposites［D］. Hanzhong：University ofTechnology ， 2020： 5-22.170。
水热合成法制备六方相三氧化钼(h—MoO3)及其电化学性能
第２ ３ 卷第 １ 期
２ ０ １ ３年 ２月
粉 末 冶 金 工பைடு நூலகம்业
Ｐ ０Ｗ ＤＥＲ Ｍ ＥＴＡＬＬＵＲＧ Ｙ Ｉ ＮＤＵ Ｓ ＴＲＹ
Ｖｏ １ ． ２ ３ Ｎｏ ． １
Ｆｅ ｂ． ２Ｏ１ ３
水热合成法制备六方相三氧化钼 （ ｈ — Ｍｏ Ｏ ３ ） 及 其 电化 学 性 能
ｏ ｄ ａ ｎ ｄ（ Ｎ Ｈ ４ ） ６ Ｍｏ ７ Ｏｚ ４ ａ ｓ ｒ ａ ｗ ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ ．Ｔｈ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｍｏ ｒ ｐ ｈ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ａ ｍｐ ｌ ｅ ｓ ｗｅ ｒ ｅ
应 温度 １ ７ ０ ℃， 反应 时 间 ２ ５ ｈ时可得 到 直径 ２ ～４ ｍ、 长度 １ ５ ～２ ０ ｇ ｍ 的六 角柱 状 三氧化 钼粉 体 。以六 方相 三氧化钼 作 为锂 电池正 极 活性 物 质 ， 采 用 电池测 试 系统对 ｈ — Ｍｏ Ｏ。的 电化 学性
三氧化钼粉体及其制造方法[发明专利]
![三氧化钼粉体及其制造方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/930b8c9ec67da26925c52cc58bd63186bceb92bf.png)
专利名称：三氧化钼粉体及其制造方法专利类型：发明专利
发明人：冲裕延,狩野佑介,袁建军
申请号：CN202080066677.9
申请日：20200924
公开号：CN114430728A
公开日：
20220503
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种三氧化钼粉体，含有包含三氧化钼的β晶体结构的一次粒子的集合体，通过荧光X射线(XRF)所测定的MoO3的含有比例为99.6％以上，且所述一次粒子的平均粒径为1μm以下。
所述三氧化钼粉体的制造方法包括：使氧化钼前体化合物气化而形成三氧化钼蒸气，且冷却所述三氧化钼蒸气。
申请人：DIC株式会社
地址：日本东京板桥区坂下三丁目35番58号(邮递区号:174-8520)
国籍：JP
代理机构：北京同立钧成知识产权代理有限公司
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纳米三氧化钼的制备及其形貌控制研究
纳米三氧化钼的制备及其形貌控制研究嘿，朋友们！今天咱们来聊聊纳米三氧化钼这个神奇的玩意儿。
你可别小看它，就像一个小小的魔法粒子，在材料世界里有着大能耐呢。
首先说制备纳米三氧化钼的方法，其中一种常见的就是化学沉淀法啦。
这就好比是一场化学界的“烹饪大赛”。
我们把钼酸盐溶液当作是“食材”，再加入沉淀剂就像是往锅里加调料。
然后呢，经过各种搅拌、反应，纳米三氧化钼的小颗粒就像小雪花一样慢慢从溶液这个“大天空”中飘落下来。
再说说水热合成法吧。
这就像是把原料们放在一个超级热的“桑拿房”里，在高温高压的环境下，让它们发生奇妙的变化。
就好像一群性格各异的小动物，在特殊的环境下被迫聚在一起，然后相互磨合，最后形成了纳米三氧化钼这种独特的“小团体”。
还有溶胶 - 凝胶法呢。
这时候的原料就像是一群调皮的小黏土球，在各种化学试剂的作用下，慢慢地黏在一起，组成一个像蜘蛛网一样复杂又有序的结构，最后变成纳米三氧化钼。
那怎么控制它的形貌呢？如果我们想要得到像针一样细长的纳米三氧化钼，就像是指挥一群小士兵整齐地排成一列纵队。
我们可以通过调节反应温度，温度就像是指挥官的指挥棒，高一点或者低一点，这些“小士兵”就会乖乖地调整自己的排列方式。
要是想得到球状的纳米三氧化钼呢，那就像是在玩捏泥球的游戏。
通过改变表面活性剂的种类和用量，表面活性剂就像是一双双无形的小手，把纳米三氧化钼捏成圆滚滚的小球球。
模板法也是个很有趣的办法。
把模板想象成一个个小模具，原料就像填充模具的软泥，按照模板的形状形成特定形貌的纳米三氧化钼。
这就好比是用月饼模具做月饼，想要什么形状就用什么样的模具。
另外，超声辅助合成法就像是给这个反应加上了一个“魔法咒语”。
超声波就像一阵神奇的风，在溶液里吹啊吹，让反应变得更快更均匀，纳米三氧化钼的形貌也能在这个过程中被巧妙地控制。
微乳液法也很特别。
微乳液就像一个个小小的“魔法泡泡”，反应在这些泡泡里进行。
泡泡的大小和性质就决定了纳米三氧化钼最后的形貌，就像不同的小房子会塑造出不同性格的人一样。
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图 1b合成条件为 :质量分数为 25%的 AHM 溶 液 25 mL 和 2. 2 mol/L的 HNO3溶液 10 mL (酸度系 数为 4. 3)以滴加方式混合后形成乳状液 ,置入压力 反应釜中 ,在 170 ℃的条件下反应 20 h。由图 1b可 知 ,获得的三氧化钼呈正方板片状结构 ,晶体长和宽 大部分小于 5μm ,厚度 < 1μm。
175 ℃, 40 h a— n (AHM ) / n ( CTAB ) = 10∶1; b— n (AHM ) / n ( CTAB ) = 10∶4 图 3 不同 AHM 与 CTAB物质的量比条件下 获得三氧化钼的 SEM 照片
为了 考察 温 度 对 晶 体 形 貌 的 影 响, 在 n (AHM ) / n (CTAB ) = 10∶2的条件下 ,将反应温度 控制在 175 ℃和 150 ℃,对比结果见图 4。从图 4可 以看出 ,在 175 ℃条件下获得的晶体发育较完整 ,但 是晶体颗粒的边缘钝化 ;在 150 ℃条件下 ,由于热处 理温度较低 ,晶体尺寸较小 ,根本没有形成各向异性 结构 。
1 实验原料 、装置及测试仪器
实验原料 :仲钼酸铵 (AHM ) ,金堆城钼业公司 ;
3 基金项目 :国家自然科学基金 (50472028) 。
硝酸 , 荥阳长城化工厂 ; 十六烷基三甲基溴化铵 (CTAB ) , Fluka公司 ,以上均为分析纯 。 实验装置 :不锈钢材料内衬聚四氟乙烯圆柱体 压力容器 ,容积 200 mL。 仪器 :扫描电子显微镜 ( SEM ) , S - 570型 ,日本 日立公司 ; 高分辨透射电镜 ( HRTEM ) , JEM - 2010 型 ,日本 JEOL公司 ; Х射线衍射仪 (XRD ) , D /max 2400型 ,日本理学公司 。
第 41卷 第 5期 2009年 5月
无机盐工业
INORGAN IC CHEM ICALS
INDU STR Y
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研究与开发
多形态三氧化钼粉体的水热法制备 3
赵 鹏 ,赵亚丽
(长安大学应用材料研究所 ,陕西西安 710054)
摘 要 :为了获得不同形态的三氧化钼粉体 ,尤其是获得三氧化钼纳米纤维 ,以仲钼酸铵饱和溶液和硝酸为原 料 ,通过改变影响合成三氧化钼粉体形貌的工艺参数 ,在水热反应釜中 ,利用水热反应法制备出不同微观形态的三 氧化钼粉体 。采用 XRD , SEM 和 HRTEM 等手段对合成的三氧化钼产品进行结构表征 。结果表明 ,当起始反应溶 液酸度系数 > 15、水热处理温度 > 150 ℃、水热处理时间 > 20 h时 ,可以制得三氧化钼纳米纤维 ,纤维直径为 50～ 200 nm ,长度 > 20μm ,三氧化钼纳米纤维沿 (001)方向择优生长 。当偏离上述合成条件时 ,可以合成柱状 、板状和 片状等不同微观形态的三氧化钼 。 关键词 :三氧化钼粉体 ;水热合成 ;纳米纤维 中图分类号 : TQ136. 12 文献标识码 : A 文章编号 : 1006 - 4990 (2009) 05 - 0015 - 03
a—酸度为 8. 6; b—酸度为 4. 3; c—酸度为 3. 0 图 1 无模板剂水热合成三氧化钼 SEM 照片
2. 2 CTAB 和热处理温度对晶体形貌的影响 为了研究模板剂对三氧化钼形貌的影响 ,采用 CTAB 作为模板剂 。由于 CTAB 为阳离子表面活性 剂 ,在 AHM 酸性溶液中三氧化钼颗粒呈负电性 ,所 以随着 CTAB 的加入 ,溶液容易形成乳浊液 ,将这些 乳浊液放入反应釜中进行水热反应 ,获得不同形貌 的三氧化钼晶体 ,如图 2 所示 。从图 2a可以看出 , 在 AHM 和 CTAB 物质的量比为 2、温度为 180 ℃的 条件下 ,获得的三氧化钼呈条片状 ,为接近纤维状的
准一维结构 。说明 CTAB 对三氧化钼的晶体形状具 有一定的影响 。从图 2b可以看出 ,随着模板剂含量 的增加 ,三氧化钼的晶体生长受到了进一步的限制 , 三氧化钼晶体呈集束状 ,是典型的条片状结构 。
180 ℃, 30 h a— n (AHM ) / n ( CTAB ) = 2∶1; b— n (AHM ) / n ( CTAB ) = 1. 5∶1; c— n (AHM ) / n ( CTAB ) = 1∶1 图 2 不同 AHM 与 CTAB物质的量比条件下 获得的三氧化钼的 SEM 照片
Prepara tion of polym orphous m olybdenum tr iox ide powder by hydrotherma l process
Zhao Peng, Zhao Yali ( Institu te of A pplied M a teria ls, Chang′an U n iversity, X i′an 710054, Ch ina)
图 1是在无模板剂的水热条件下合成的样品的 SEM 照片 。图 1a合成条件是 : 质量分数为 63%的 AHM 溶液 25 mL 和 2. 2 mol/L 的 HNO3溶液 50 mL (酸度系数 8. 6)以滴加方式混合后形成乳状液 ,然 后在 170 ℃的条件下反应 20 h。由图 1a可知 ,获得 的三氧化钼呈六方短柱状颗粒结构 ,颗粒的长度为 5～10μm ,直径为 5 μm ,具有较好的分散性 ,晶体 表面光滑 ,晶粒尺寸均匀 。
通过不同温度 、添加不同量的模板剂的条件试 验可以看出 : CTAB 对三氧化钼晶体形貌具有一定 的影响 ;处理温度必须大于 150 ℃才能形成具有一
2009年 5月 赵鹏等 :多形态三氧化钼粉体的水热法制备
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定形状的晶体结构 。
n (AHM ) / n ( CTAB ) = 10∶2 a—175 ℃, 40 h; b—150 ℃, 40 h 图 4 不同温度条件下获得的三氧化钼的 SEM 照片
纳米 MoO3因其在催化剂 、信息显示与储存 、传 感器 、智能伪装 、电池电极等领域具有突出的应用价 值 ,以及在科研 、生产中所具有的举足轻重的地位 , 受到越来越多的关注 [ 1 - 2 ] ,其潜在性能也被逐渐挖 掘出来 。随着三氧化钼的品种的增多 ,生产方法也 在不断改进 [ 3 - 5 ] 。笔者就水热法制备三氧化钼过程 中 ,通过改变工艺因素对三氧化钼粉er to get molybdenum trioxide molybdenum trioxide powder w ith different morphologies, especially to get molybdenum trioxide nanofiber, using saturated solution of ammonium paramolybdate and nitric acid as raw materials, molybdenum trioxide powders w ith different m icro-morphology were successfully synthesized through changing synthetic pa2 rameters of hydrothermal synthetic p rocess in a hydrothermal reactor. Synthesized molybdenum trioxide powders were charac2 teristiced by XRD , SEM , and HRTEM. Results showed that molybdenum trioxide nanofibers could be got which were more than 20μm in length, 50～200 nm in diameter when the heat treatment temperature was more than 150 ℃, acidity coeffi2 cient of p recursor solution was more than 15, and heat treatment time more than 20 h. Crystal grow th direction of molybde2 num trioxide nanofibers was (001). Deviating of synthetic p rocess parameters mentioned above, molybdenum trioxide pow2 ders w ith rodlike, p latelike, and flakelike m icro morphologies could be synthesized. Key words:molybdenum trioxide powder; hydrothermal synthesis; nanofiber
2. 3 高酸度 、高反应温度下三氧化钼纤维的合成 前期的实验结果表明 ,要合成三氧化钼纤维 ,反 应温度的提高十分重要 。为此 ,将酸度系数提高到 15以上 ,反应温度提高到 170 ℃,结果见图 5。从图 5可以看出 ,高酸度 、高反应温度合成了纤维状三氧 化钼 ,纤维长度在 20 ～30 μm ,纤维直径较细 ,均在 亚微米和纳米范围内 。图 6为添加 CTAB 质量分数 为 2%且在高酸度条件下所合成的三氧化钼的 SEM 照片 。由图 6可知 ,晶体均为棒状结构 。这是模板 剂 CTAB 引起的 ,即在高酸度情况下 ,加入阳离子模 板剂导致三氧化钼晶体形貌发生改变 ,使其不易形 成纤维状结构 。