[发明专利]一种空心立方结构三氧化钼的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于无机先进纳米材料制备工艺技术领域，尤其涉及空心立方结构三氧化钼的制备方法。

背景技术

三氧化钼(MoO₃)是生产金属钼不可或缺的中间化合物，是生产钼粉、钼化合物及钼基制品的主要原料。MoO₃是由［MoO₆］八面体为基本结构单元，共角、形成链连接，每两个相似的链共边连接形成层状的MoO₃化学计量结构，层与层之间由范德华力连接。由于特殊的结构使其具有光致变色、电致变色、光催化以及气敏等性质，因此在合成敏感元件、催化剂、电极材料等方面有特殊的用途。随着科技的发展，传统的三氧化钼颗粒较粗，已经不能满足制备高性能钼合金材料的要求。改善MoO₃性能的方法有很多，如结构修饰、包覆、掺杂等。其中改善材料比表面积的有效手段是使材料变成空心结构，增大和电解液之间的接触面积，在锂离子电池材料领域有更强的竞争力。

研究学者们通过不懈的努力已经制备出不同形貌，尺寸的氧化钼。唐国钢等(唐国钢,李长生,王凤,栾丹,一种三氧化钼四方纳米片的制备方法[P].中国专利:CN201310589644.4,2014-03-05)制备了三氧化钼四方纳米片材料。Ramana等(RamanaCV,AtuchinVV,TroitskaiaIB,GromilovSA,Ko-strovskyVG,SaupeGB.Lowtemperaturefabricationofhexagonshapedh-MoO₃nanorodsanditsphasetransformation[J].SolidStateCommunications,2009,149(1):6.)采用低温液相法和超声分解法制备出六方相MoO₃纳米棒。Liu等(LiuJJ,SasidharanM,LiuD,YokoyamaY,YusaS,NakashimaK.MoO₃andWO₃hollownanospheresassembledwithpolymericmicelles[J].MaterialsLetters,2012,66(1):25.)采用模板法制备出MoO₃空心球。虽然已经有一些其他氧化物的空心结构被制备出，马望京等（马望京,梁庆华,杨新民,李智,史瑶,琚伟,一种空心结构的二氧化锡微纳米颗粒的制备方法[P].中国专利:CN201210517494.1,2012-12-05）以无水四氯化锡为锡源，以卤化银颗粒模板辅助水热法反应制备空心结构的二氧化锡微纳米颗粒。但是，还没有有关空心立方结构三氧化钼制备方法的相关报道。因此，探索新的形貌，大的比表面积的空心立方结构三氧化钼材料是一个值得去努力研究的方向。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术的不足，提供了一种空心立方结构三氧化钼的制备方法，本方法成本低，生产工艺简单，产率高，无环境污染，易于工业化大规模生产。所得空心立方结构三氧化钼形貌规整，可用于化工催化、光催化、气敏传感器等领域。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：第一步以硫酸锰、碳酸氢铵、硫酸铵为原料制备立方碳酸锰模板，第二步以碳酸锰为模板、钼酸钠和硫脲为原料制备立方硫化钼，第三步经过酸洗将碳酸锰模板去掉，得到空心立方二硫化钼，第四步，将空心立方二硫化钼在一定温度下煅烧氧化，得到空心立方结构氧化钼。其具体步骤如下。

立方碳酸锰的制备

（1）分别称取5mmol硫酸锰、50mmol硫酸铵、量取35ml的乙醇加入350ml去离子水中配成A溶液；

（2）称取50mmol碳酸氢铵加入350ml去离子水中配成B溶液；

（3）将B溶液逐滴缓慢加到A溶液中快速搅拌直至均匀，水浴加热50℃，9h；

（4）取出烧杯，倒掉上清液，对沉淀分别用去离子水和无水乙醇离心洗涤3次，放入干燥箱内60℃干燥12h，得到白色粉末状产品；

立方二硫化钼的制备

（1）称取0.4-2.0g的碳酸锰模板超声分散到40ml去离子水中磁力搅拌器上搅拌10min；

（2）分别称取0.6g的钼酸钠和2.5gL-半胱氨酸加入模板溶液中，超声10min；

（3）将溶液转移至50ml反应釜中，在220℃下保温24h；

（4）待反应釜冷却至室温，倒掉上清液，将所得到沉淀分别用去离子水和无水乙醇离心洗涤3次，在电热恒温干燥箱内60℃干燥12h，得到黑色粉末状产品；

空心立方二硫化钼的制备