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摘 要

水热法是合成纳米材料的有效方法，在不同条件下制取MoO₂颗粒。对所制取成品的结构进行XRD表征，通过图像的分析，讨论了原料的用量以及温度等条件对其结构造成的影响。

在最近的几十年里，因为我国工业保持着相当快的发展，这也无法避免的使工业生产周边地点的环境出现很大的问题。尤其是在印染和涂料这些行业，每一次生产必定会向河里放入巨大体积的工业废水，这些水里面有着大量的机染料废弃物，我们国家的水体环境令人堪忧。而光催化氧化降解的出现，尤其是在处理废水上有着优良性能，所以相关研究员，常通过制备复合催化剂来增强其在光催化方面的能力。

关键词：MoO₂ 形貌调整 水热法 复合光催化

Study on the morphology adjustment of MoO₃ and the composite photocatalytic performance of MoO₂ / MoS₂

Abstract

Hydrothermal method is an effective way to synthesize nano materials. MoO₂ particles are prepared under different conditions. The structure of the finished product was characterized by XRD. Through the analysis of the image, the raw material and the temperature on its structure was discussed.

Now Chinese industry is developing rapidly. especially the large amount of wastewater rich in organic dyes discharged by printing and dyeing, textile, coating and other industries every year, which has posed a serious threat to the water environment security of our country. especially in wastewater treatment, has a good use, so relevant researchers often prepare composite catalysts to enhance their photocatalytic ability.

Key words: MoO₂；Shape adjustment；Hydrothermal method；Composite photocatalysi

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1钼的介绍 1

1.2钼的重要氧化物 1

1.2.1三氧化钼的晶体结构 1

1.2.2二氧化钼的晶体结构 2

1.2.3二氧化钼的合成 2

1.2.4应用前景 3

1.3钼的硫化物 3

1.3.1二硫化钼的晶体结构 4

1.3.2制备方法 4

1.4光催化的研究意义 5

1.4.1光催化的原理 5

1.5光催化材料 5

1.5.1 MoO₂/MoS₂复合光催化 5

1.5.2其他复合光催化 6

第二章 实验方案设计 7

2.1主要试剂与仪器 7

2.2实验方案一 7

2.3实验方案二 8

第三章 实验结果及分析 10

3.1 X-射线衍射 10

3.2水浴法成品及表征 10

3.3水热法成品及表征 12

第四章 结论及展望 16

参考文献 17

致谢 19

第一章 绪论

1.1钼的介绍

在这几十年里，纳米材料受到研究人员的关注，其中过渡金属氧化物^[1]纳米材料尤其吸引各众人的目光，因为其具有独特且非常实用的性能的，比如磁学、电学和光学等性能。提到过度金属就不得不提及金属钼，其本身就是一种非常重要的过渡金属，它具有高强度、高熔点、高导电等优异的性能，其氧化物硫化物也同样具有优良的性能，研究这些是很有意义。

1.2钼的重要氧化物

在钼的氧化物中，最重要也是最稳定的有两种氧化物，分别是三氧化钼（MoO₃）和二氧化钼（MoO₂）^[1]，本文重点探讨后者的性能、应用、合成。

MoO₃粉末的颜色一般都是淡绿色，但根据其纯度不同，有些也为淡青色。在实验刚开始的时候，我将三氧化钼的粉末倒入已经盛着去离子水的烧杯中，用玻璃棒稍微搅拌一会，会看到混合溶液渐渐变白。静置些时间，会发现有粉末并没有完全溶解在水里，其中一部分白色的固体沉在烧杯底部，可见其微溶于水，它微溶于水的部分可以生成钼酸。查阅相关资料，得到其他性质，比如容易与氨水、碱金属液等相溶，并且生成与之相对应的盐。

MoO₂粉末则是呈显暗灰色或者是深褐色粉末状，这里说的是纯净MoO₂粉末的颜色，本次实验成功制得到的二氧化钼粉末为灰褐色。MoO₂市场上价格较高，相比于MoO₃来说，所以利用三氧化钼为原料制取二氧化钼是很有价值。

1.2.1三氧化钼的晶体结构

钼原子占据着中央，氧原子排在角落，形成八面体结构，并以相同的角度形成链状连接，这就是MoO₃大致的结构^[2]。这些层和层之间是相互交织的，它们凭借着范德华力的作用达到这样的排列组合。三氧化钼自身所拥有的层状结构和框架结构是极为重要的^[3]，其中存在着很多宽阔的渠道。比如说它可以用作离子的经过的道路和所要嵌入进去的地方。开放的三氧化钼晶体架构和其水化合物都是氢离子，锂离子又或者是其他离子注入到主要的载体中。这样子的高效好的性能，使得它在重要行业具有价值效益。三氧化钼还有着很优良的性能，比如有着电致变色性、控烟防烧、降解催化等等性能^[4]。

1.2.2二氧化钼的晶体结构

MoO₂的晶体结构主要是单面斜晶系，其结构方式是与VO₂相似的^[5]。看图1（a），这是MoO₂的晶体结构图片。所形成的八面体，由六个氧原子相互交织堆叠，单数Mo原子控制着八面体中没被抢占的地方。在C轴线方向上，相同边连接在一起，形成成Mo0₂长链条状架构，而在垂直相同于轴的方向上，所有的顶点相互交织连接，最终构成3D的结构。Mo0₂具有各向异性，架构整体还能看作变形的金红石构造，图1（b）所展示的是金红石晶体结构图^[6]。因为Mo原子不在中心位置上,而是偏离了运动位置，这也变相的使得钼原子与钼原子之间的距离变得可能会长，也可能会变的有些短。又由于化学键的长度与钼原子与钼原子之间形成的单键比起来，要短的多。由于金属原子被交替地放置在附近和远处，使得传导带Mo原子上的电子不得不偏离原来的位置，从而使Mo0₂表现出类似于金属的导电性能^[6]。比较金红石标准结构与MoO₂的晶体结构，可以得出这样的结论，在相同的间隔距离上，链条中的排列顺序是不相同的。本文将从Mo0₂及其复合纳米结构的实验室制备出发，探寻其合成的奥秘。

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