二氧化(Molybdenum dioxide)是一种
无机化学物质,分子式是MoO₂。
墨绿色粉末,带有钢光泽的紫色。密度6.47g/cm3。500℃以上与
氢气共热得金属钼。极微溶于
硫酸、
硝酸及
硝酸银。合成方法包括
三氧化钼的氢气还原法和用金属钼还原三氧化钼。
具有变形的
金红石结构,由无限的在相反方向共边的MoO
八面体链组成;Mo—Mo键距的长短沿链的方向交替地变化,长的为0.310nm,短的为0.250nm,它是抗磁性并呈半导体性质,是电的良导体。
1、
三氧化钼的
氢气还原法。将三氧化钼装入瓷盘,在氢气流中加热到450℃保持5~7h,按上述反应生成二氧化钼并混有三氧化钼。然后,在反应生成物的上部通入
氯化氢气体的条件下于暗红热处焙烧时,未反应的三氧化钼变为MoO·2HCl而挥发掉,剩下的MoO在氢气流中冷却之。或者将170~325目的三氧化钼粉末装入瓷盘,送到高温干燥的反应管中,然后通氢气把反应管内空气完全置换出去。在氢气流中升温到550~700℃大约保持1h,
三氧化钼全部被还原为二氧化钼
2、用金属钼还原三氧化钼的方法,按2:1的摩尔比准确称取三氧化钼和金属钼粉并充分混合之。将
混合物装入石英管,反应管内要彻底排气。加热到700℃保持40h,则得到
褐色结晶状粉末。
在
氧气的存在下,小心加热金属钼时,作为中间生成物也可以得到二氧化钼。
二氧化钼是拥有高
电导率、高
熔点、高
化学稳定性的过渡金属氧化物,其高效的电荷传输特性使它在催化剂、
传感器、电致变色显示器、记录材料、电化学超级电容、Li离子电池以及场发射材料等方面应用前景广泛。
研究表明以ZrO(MgO)为固体
电解质、(MgO+MgFeO)为辅助电极材料,可以组成测定铁含量的电化学传感器。
二氧化钼作为一种导电率较高的金属
氧化物,载流子传导
速率较高,其
晶体结构中隧道状空隙也有利于带电荷粒子的快速嵌入脱出,而且Mo资源比较丰富,二氧化钼制备方法多,成本低,是超级电容材料的极佳候选材料。
二氧化钼特殊的畸变
金红石晶体结构利于Li离子在材料内嵌入和脱出,其容量的高度可逆性使其成为电池领域的研究热点,研究发现通过纳米技术制备的高度有序介孔二氧化钼表现出极高的可逆容量和良好的倍率特性,证明二氧化钼在Li离子电池应用方面具有极大潜力。