氧化钼的分类

背景及概述^[1]

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Mo57%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MoO3，还有MoO2，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。

氧化钼全称为三氧化钼(MoO₃)。是钼提纯过程中产出的一种重要中间产品。具体生产过程：钼精矿采用化学氨浸流程进行处理，先产出钼酸铵，再产出仲钼酸铵。将仲钼酸铵煅烧，产出的即为三氧化钼(纯度可达99.95%)。氧化钼即可作为添加剂成品直接炼钢，也可作为制取金属钼粉的原料。

分类

1.高溶性氧化钼

2001年加拿大的原生钼矿Endako矿的研究小组研制成功一种称作高溶性氧化钼(HighsolubemolyOxide)。它的问世立即受到众多钼化学品生产商的青睐。据报导，2002年该钼矿生产的优质钼精矿大部分加工为高溶性氧化钼，2003年生产近5000t钼又加工为这种产品，利用这种产品又加工成各种钼化学品，如钼酸盐、钼催化剂、钼润滑剂等，该化学品消耗钼占总产量的50%以上。

2.工业氧化钼

传统的工业氧化钼生产法是用回转窑或多膛炉氧化焙烧钼精矿。GünterBauer用高压氧化钼精矿生产工业氧化钼。。在工艺过程中将反应釜的排料经过滤再将过滤液的一部分返回高压反应釜，这部分循环液向釜内辉钼矿浆料提供大量的热能，从而可以确保釜内所需的热量，加上反应是放热反应，釜内氧压达到2MPa时，辉钼矿大部分被氧化为三氧化钼。其工艺流程示于图。

3.氧化钼压块

氧化钼压块(MolybdenumOxidebriquettes)是各类含钼合金钢，如低合金钢、铸铁、铸钢、合金钢和不锈钢的合金添加剂，应用十分广泛。美国肯尼柯特铜公司的KennecotHoldingsCo.详尽地研究了氧化钼压块的生产方法，共研究五种配方。其中以化学纯级三氧化钼为原料，该物料细度如下：5～10μm10%，10～16μm50%，25～50μm80%，35～70μm70%。

4.α-三氧化钼

α-MoO3是一种性能十分优异的抑烟阻燃剂，与铁系化合物(二茂铁、氧化铁)、铜系化合物(氧化铜)、金属氢氧化物(氢氧化铝和氢氧化镁)、硼酸锌等抑烟剂比较，α-MoO3与八钼酸铵的抑烟效果。PVC燃烧发烟主要与其热解过程所产生的苯等芳香族化合物有关，这类化合物含量越高，燃烧发烟量就越大，α-MoO3在PVC热解初期可促进分子间的交联反应，生成炭化物。α-MoO3通常可用钼酸蒸发结晶制成。

5.化学纯三氧化钼

化学纯三氧化钼(CGMo)含MoO3>99.95%，粒度≥5μm、松装密度>0.8g/cm3。用作催化的三氧化钼粒度更细。用改进的POX-MoSX法(高压氧化溶剂萃取法)制出含MoO3>99.95%、S0.0001%、P0.0001%、K0.0008%、Al<0.0001%、Ca0.0005%、Co0.0001%、Mg0.0005%、Pb0.0001%、Sn0.0001%、Ti0.0001%、Fe0.0001%、Cu0.0005%、Zn0.0001%、V0.0001%和Zr0.0001%的化学纯三氧化钼，其原料为含Mo15%～17%低品位钼中间产品，钼回收率为98.5%。三氧化钼还用于生产有机钼化合物等。

6. 纳米三氧化钼

1）纳米三氧化钼带

纳米三氧化钼带(nanotrimolyOxideBelt)，该带状物断面约30～300nm、厚5～50mm、长2～4μm。其电子显微镜照像图如图所示。

该纳米材料的制法是在远红外加热炉中，先放入抛光硅片，再在硅片上放置15mm×15mm×0.2mm的钼箔，将加热炉加温至850℃保温20min，钼箔被氧化成三氧化钼。X-射线衍射分析显示，该三氧化钼为斜方晶系，晶格常数a=0.398nm、b=0.13nm，而后对纳米三氧化钼带进放电试验。试验以断面为1mm2的铝棒为阳极、三氧化钼带为阴极，电压从0～1100V，阳极与阴极间的间距分别为45μm、50μm、60μm和80μm。

2）纳米三氧化钼

用升华-骤冷法可生产出直径30nm、长80～100nm的纳米三氧化钼。其原料为24～260μm的工业氧化钼。纳米三氧化钼是氟化反应的催化剂，醇氧化为醛的催化剂。最近CyprusAmax公司纳米三氧化钼用氢还原制出比表面为2.5m2/g的钼粉。

7.二氧化钼

二氧化钼是一种棕紫的晶体，属单斜晶系，含Mo74.99%，密度6.44g/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。当今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。

应用研究^[2]

二氧化钼溅射膜。首先将含MoO290%～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(Al2O3)。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(Workfunction)，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。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。

主要参考资料

[1] 百科知识数据辞典

[2] 氧化钼研发进展