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摘 要

近年来，由于对材料的多样性要求越来越高，不仅是材料的种类，对材料的形貌和尺寸的要求也越来越多。纳米材料的基本构成单元的尺寸1-100 nm，正因为由这些微小单元组合而成，导致它产生了许多相同元素的材料所不具有的特殊物理或者是化学性质。纳米材料拥有许多独特的力学特性、热学特性、电学特性、磁学特性等，这些特性在当今不断发展的科学应用领域都得到了广泛的应用。本文利用缓慢蒸发的实验方法制备了三氧化钼的微米带，并且借助光学显微镜以及X射线衍射仪等仪器分析了实验制备所得的三氧化钼的微米带，对它的结构和光学性质进行了研究。而三氧化钼微米带的生成是由于三氧化钼本身的晶体结构以及真空条件下加热的实验条件造成的，实验过程中各晶面的相对生长速率的不同决定了三氧化钼晶体的几何形态。

关键词：纳米材料 三氧化钼 微米带

Preparation and structure characterization of MoO₃ microbelts

Abstract

In recent years, due to the increasing requirements of the diversity of materials, not only the types of materials, the requirements of the morphology and size of the materials are also more and more. The size of the nano materials, the size of the 1-100 nanometer, is precisely because of these tiny cells, resulting in many of the same elements of the material does not have the special physical or chemical properties. Nano materials have many unique mechanical properties, thermal properties, electrical properties, magnetic properties and so on. These characteristics have been widely used in the field of scientific application. The slow evaporation method was prepared MoO3 microbelts, and with the help of optical microscope and X ray diffraction instrument analysis of the experimental preparation of income of MoO3 microbelts, the structure and optical properties of it were studied. And that is the generation of the MoO3 microbelts due to caused by MoO3 crystal structure and under the condition of vacuum heating experimental conditions, experimental process of the crystalline surface relative growth rate of different decisions on the geometry of the MoO3 crystals.

Key words: molybdenum trioxide; micro band; thermal evaporation

目 录

摘要 II

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1引言 1

1.2三氧化钼 2

1.2.1三氧化钼的物理化学性质 2

1.2.2三氧化钼的特性及其应用 3

1.3三氧化钼的制备 4

1.4微米、纳米技术 6

1.4.1物理制备方法 7

1.4.2化学制备方法 7

第二章 三氧化钼微米带的制备及其结构表征 8

2.1引言 8

2.2实验内容 8

2.2.1实验装置 8

2.2.2实验原理 8

2.2.3实验步骤 9

结语 14

参考文献 15

致谢 17

第一章 绪论

1.1引言

现在，纳米、微米结构的材料被广泛的研究运用在各个领域，纳米、微米材料独特的化学物理性质给许多领域的研究带来了新的思路和研究方向[1]。

三氧化钼通常有正交、六方、单斜，这三种物相存在，正交三氧化钼有着独特的层状结构。正交三氧化钼以八面体为基本结构单元的特殊结构，导致它形成了一种独特的层状结构，而层与层之间又以范德华力作用而堆叠起来。而三氧化钼的这种松散的结构十分容易嵌入其他的小分子或者是离子，这样独特的结构也导致形成了一些独特的性能。三氧化钼材料在光电、抑烟、阻燃、催化等等方面有着广泛的运用，同时它也是十分优秀的气敏材料。近年来，性能优异的三氧化钼薄膜的制备得到了广泛的关注，随着半导体工艺技术的不断发展与更新，很多技术都适用于制备三氧化钼薄膜，如：蒸发镀膜法、电化学沉积法、溅射法、溶胶凝胶法等等。各种不同的制备方法也各有优势，但要取得电致变色性能良好的三氧化钼薄膜还是得使用溶胶凝胶法。三氧化钼薄膜的电致变色响应时间短、吸收光谱曲线在可见光区域十分平滑，更适宜人眼观察等特点是其他材料无法比拟的，因此纳米三氧化钼成为了近年来研究的热点，纳米三氧化钼也因为它的众多特性被广泛应用。同样，三氧化钼在某些有机合成的过程中能起到独特的催化能力，MoO₃广泛应用于低碳醇的合成以及部分氧化的催化剂。MoO₃作为催化剂具有的高活性和选择性使之广受关注，MoO₃作为催化剂的原理是，在特定的波长的光的照射下，它的表面受激发产生了电子和空穴对，并且在其中发生了氧化还原反应，通过这一反应分解了有机污染物。MoO₃的纳米带有着更好的催化性能：首先，纳米材料的尺寸都很小，材料的比表面积大，处于表面的原子个数多，增强了催化材料吸附有机物的能力，有利于催化反应的进行；其次，纳米带有1~2个维度上的尺寸都很小，在光电转换中，光生电子从材料内部扩散到表面的时间极短，大大地减小了电子和空穴的复合几率，从而提高了光催化效率；最后，低维MoO₃纳米带具有小尺寸效应，与体材料相比，MoO₃纳米带的带隙能增大，其光生电子（空穴）分别具有更负（正）的电位，相应地具有更强的还原性（氧化性），这也增加了纳米带的光催化活性。

在以上三氧化钼的几个特性的例子下，不难发现纳米三氧化钼材料的某些性能更优于非纳米的三氧化钼材料。现在，越来越多的材料在各个领域得到运用，不仅仅是材料的种类，材料的形貌与尺寸也显得越来越重要。因此，为了制作各种各样不同功能的仪器，材料的维度也得到了广泛的关注。目前，纳米材料也得到了越来越多的关注。拥有纳米结构的材料简称为纳米材料，这样的材料在至少有一维的的尺寸在1纳米到100纳米之间。纳米材料[2]独特的物理化学性质使其得到科学家们的广泛研究。同时纳米材料按照尺度来划分也可以分为0D、1D、2D纳米材料和纳米结构材料等。正因为纳米材料有着如此多的空间结构，又为纳米材料的广泛应用提供了更多不同的可能性以及更大的适用范围。纳米技术是当下发展极具有市场应用潜力的一种新兴科学技术，各国都投入了大量的资金和人力用于它的研究工作。纳米材料的制备方法[3]可以归结为以下三种：1、在惰性气体的环境下，蒸发凝聚的方法；2、化学方法，包括水热法和水解法等等；3、结合物理气相法和化学沉积法而成的实验方法。当然，针对不同的材料不同的实验方法会得出的纳米材料的构筑单元也各不相同。

1.2三氧化钼

1.2.1三氧化钼的物理化学性质

三氧化钼是一种白色或者苍黄色的透明斜方晶体，它的熔点与沸点都较高。三氧化钼在加热时会变成黄色，冷却后会恢复原本的颜色并且升华现象显著。同时，三氧化钼不溶于水且能溶于氨水和强碱，并且能与碱溶液以及多数金属氧化物反应，生成钼酸盐和多钼酸盐。

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