一种高纯度二氧化钼及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高纯度二氧化钼及其制备方法，制备方法是将二氧化钼粗品在惰性气体气氛下于500～550℃下煅烧1～3小时，以除去所述二氧化钼粗品含有的MoO3或Mo4O11。本发明专利技术所述的高纯度二氧化钼制备方法容易实施，无需采用氢气等还原性、高危险性气体，利于工业推广，所获得的产品纯度高，且能较好保持二氧化钼纯化前原有的粒径和颗粒微观形貌。

【技术实现步骤摘要】
一种高纯度二氧化钼及其制备方法
本专利技术涉及纳米过渡金属氧化物领域，尤其是一种高纯度二氧化钼及其制备方法。
技术介绍
二氧化钼是钼氧化物的重要存在形式和应用材料，其因具有良好的光学和电化学性能以及高稳定性在光/电致变色、锂离子电池、超级电容器、电/光催化和医学治疗等领域显示出了巨大的应用潜力。因此，二氧化钼及其复合材料的合成与应用成为材料领域的研究热点，其中，如何寻求出一种具有高效低廉又可灵活有效调控二氧化钼结构的先进合成技术，实现二氧化钼的规模化应用，一直是学者们的研究重点问题。相比于块体的二氧化钼材料，纳米结构的二氧化钼由于缩短了电子和离子的扩散路径，大比表面积和高反应动力而具有更好的物理化学性质。因此，采用各种合成技术合成具有特殊形貌的纳米氧化钼以获得提高其性能成为研究的热点。目前，学者们采用不同合成技术可成功制备各种形态纳米结构的氧化钼，如纳米棒、纳米颗粒、纳米片、纳米球和纳米花等，并表现出与非纳米结构材料更为优异的性能。目前，合成纳米二氧化钼的方法主要有水热法、化学汽相淀积、溶胶–凝胶法、表面活性剂模板法、电化学沉积和化学剥离法等，采用这些方法合成的二氧化钼具有独特的形态和性能，但上述方法均不同程度存在合成周期长，效率低，成本较高等问题。同时，由于纳米二氧化钼活性高，容易氧化形成MoO3、Mo4O11等高价态钼基氧化物杂质，导致纳米二氧化钼的性能不能得到充分发挥。目前市售的二氧化钼材料纯度一般在99.0％左右，纯度高于99.9％的产品稀少且定价昂贵，而在催化剂、传感器、电容器等运用领域，纯度为99.0％左右的二氧化钼无法较好地发挥性能，纯度低于99.5％的二氧化钼甚至会造成所制成的电容器无法正常进行充放电过程，因此如何对二氧化钼材料进行纯化得到高纯度的纳米二氧化钼材料是提高二氧化钼性能的重要途径。通常本领域中提高纯度的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，然而这种方式不仅需要消耗大量的还原性气体，而且采用氢气属于危险操作，金属钼还原需要至少700℃的高温，都不利于工业推广。因此，寻求出一种高效低廉的高纯度二氧化钼的合成技术，对实现高纯度二氧化钼的规模生产与应用具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有的高纯度二氧化钼难以合成、操作危险，不利于工业推广的问题，提供一种高纯度二氧化钼及其制备方法。具体方案如下：一种高纯度二氧化钼的制备方法，是将二氧化钼粗品在惰性气体气氛下于500～550℃下煅烧1～3小时，以除去所述二氧化钼粗品含有的MoO3或Mo4O11。进一步的，所述二氧化钼粗品中杂质包含碳元素，杂质包含碳元素的质量含量小于等于1％。进一步的，所述二氧化钼粗品中杂质MoO3和/或Mo4O11的质量含量小于等于10％，煅烧时还加入碳源，碳源中的碳质量是所述二氧化钼粗品总重的0～1.0％。进一步的，所述碳源为活性炭、石墨、葡萄糖、蔗糖或柠檬酸中至少一种。进一步的，所述的高纯度二氧化钼的制备方法，包括以下步骤：步骤1：将钼源、硝酸铵、燃烧助剂和水混合，搅拌得到混合溶液；所述钼源为铵盐，所述燃烧助剂具有还原性；步骤2：将步骤1中得到的混合溶液加热到80-180℃，得到溶胶；步骤3：将步骤2得到的溶胶加热到200-300℃，反应得到二氧化钼粗产物；步骤4：将步骤3得到的二氧化钼粗产物在惰性气体气氛下于500～550℃下煅烧1～3小时，得到高纯度二氧化钼。进一步的，步骤1中所述钼源中钼与硝酸铵的摩尔比为7/20～7/15；任选的，步骤1中硝酸铵与燃烧助剂的摩尔比为1/1～2/1；任选的，步骤1中水的加量与所述钼源中钼的比值为800-1200毫升/0.7摩尔。进一步的，步骤1中所述钼源为正钼酸铵、仲钼酸铵、四钼酸铵或二钼酸铵中至少一种；任选的，步骤1中所述燃烧助剂为甘氨酸、柠檬酸或尿素中至少一种。进一步的，步骤2为将步骤1中得到的混合溶液加热到80-180℃，使溶液中的水分产生挥发，待溶液体积减少至原体积40～60％时，停止加热，得到溶胶。进一步的，步骤3中所述加热采用超声波，功率为800-2000瓦，加热时间为：当溶胶体积小于或等于500毫升时，加热时间3-6分钟；当溶胶体积大于500毫升时，加热时间＝[(溶胶体积按毫升计量的数值-500)/100+5]分钟。本专利技术还保护所述的高纯度二氧化钼的制备方法制备得到的高纯度二氧化钼，所述高纯度二氧化钼的纯度大于等于99.9重量％。有益效果：本专利技术中，通过将二氧化钼粗品在惰性气体气氛下于500～550℃下煅烧1～3小时，可有效除去所述二氧化钼粗品含有的MoO3或Mo4O11，将产品纯度提高到99.9重量％。进一步地，二氧化钼粗品自行制备方案中采用含钼的铵盐与硝酸铵混合，在加热条件下形成分散均一的溶胶体系，并借助硝酸铵、燃烧助剂发生氧化反应形成的高温和生成的还原性气体，将钼源高温分解并还原为二氧化钼，该合成方法高效低廉，且不需要大量外界辅助热量，仅加热到200-300℃就可以完成反应生产二氧化钼。总之，本专利技术所述的高纯度二氧化钼制备方法容易实施，无需采用氢气等还原性、高危险性气体，利于工业推广，所获得的产品纯度高，且能较好保持二氧化钼纯化前原有的粒径和颗粒微观形貌。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本专利技术的一些实施例，而非对本专利技术的限制。图1是本专利技术实施例1提供的二氧化钼粗产物的XRD衍射谱；图2是本专利技术实施例1提供的二氧化钼粗产物的SEM照片；图3是本专利技术实施例1提供的二氧化钼粗产物的TEM照片；图4是本专利技术实施例2提供的纯化后的二氧化钼的XRD衍射谱；图5是本专利技术实施例2提供的纯化后的二氧化钼的SEM照片；图6是本专利技术实施例2提供的纯化后的二氧化钼的TEM照片；图7是本专利技术实施例3提供的二氧化钼粗产物的XRD衍射谱；图8为对比样1的XRD衍射谱；图9为对比样2的XRD衍射谱。具体实施方式下面给出本专利技术中使用的部分术语的定义，其他未述及的术语具有本领域所公知的定义和含义：正钼酸铵：(NH4)2MoO4，本专利技术中可以采用含过量氨的正钼酸铵水溶液；仲钼酸铵：(NH4)6Mo7O24，本专利技术中仲钼酸铵可以是不含水的干品，也可以是含有若干结晶水的产品；四钼酸铵：(NH4)2Mo4O13，本专利技术中四钼酸铵可以是不含水的干品，也可以是含有若干结晶水的产品二钼酸铵：(NH4)2Mo2O7，本专利技术中二钼酸铵可以是不含水的干品，也可以是含有若干结晶水的产品；燃烧助剂：本专利技术所述方法中，硝酸铵受热分解，产生大量可燃气体，燃烧助剂的作用在于使硝酸铵更容易分解，并获得可燃气体。本专利技术中，将二氧化钼粗品在惰性气体气氛下于500～550℃下煅烧1～3小时，以除去所述二氧化钼粗品含有的MoO3或Mo4O11。经过煅烧纯化处理后，二氧化钼的颗粒大小和形貌保持不变，MoO3、Mo4O11和碳等杂质得到有效去除，使产品纯度大幅提高。温度低于500℃，不能完全去除杂质，纳米二氧化钼的颗粒明显增大，纳米结构特有的高活性降低，影响产品的运用。需要说明的是，惰性气体气氛的目的是避免二氧化钼被氧化，惰性气体可以采用氮气以及元素周期表零族元素气体中的至少一种，对此本领域技术人员均能知悉，在此不作赘述。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高纯度二氧化钼的制备方法，其特征在于：将二氧化钼粗品在惰性气体气氛下于500～550℃下煅烧1～3小时，以除去所述二氧化钼粗品含有的MoO3或Mo4O11。

【技术特征摘要】
1.一种高纯度二氧化钼的制备方法，其特征在于：将二氧化钼粗品在惰性气体气氛下于500～550℃下煅烧1～3小时，以除去所述二氧化钼粗品含有的MoO3或Mo4O11。2.根据权利要求1所述的高纯度二氧化钼的制备方法，其特征在于：所述二氧化钼粗品中杂质包含碳元素，杂质碳元素的质量含量小于等于1％。3.根据权利要求1所述的高纯度二氧化钼的制备方法，其特征在于：所述二氧化钼粗品中杂质MoO3和/或Mo4O11的质量含量小于等于10％，煅烧时还加入碳源，碳源中的碳质量是所述二氧化钼粗品总重的0～1.0％。4.根据权利要求3所述的高纯度二氧化钼的制备方法，其特征在于：所述碳源为活性炭、石墨、葡萄糖、蔗糖或柠檬酸中至少一种。5.根据权利要求1-4中任一项所述的高纯度二氧化钼的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：将钼源、硝酸铵、燃烧助剂和水混合，搅拌得到混合溶液；所述钼源为铵盐，所述燃烧助剂具有还原性；步骤2：将步骤1中得到的混合溶液加热到80-180℃，得到溶胶；步骤3：将步骤2得到的溶胶加热到200-300℃，反应得到二氧化钼粗产物；步骤4：将步骤3得到的二氧化钼粗产物在惰性气体气氛下于500～550℃下煅烧1～3小时，得到高纯度二氧化钼。...

【专利技术属性】
技术研发人员：古思勇，张厚安，麻季冬，廉冀琼，陈莹，
申请(专利权)人：厦门理工学院，
类型：发明
国别省市：福建,35