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三氧化鉬特性

三氧化鉬特性 - 電致變色及其應用

電致變色是指物質在外加電壓的感應下，由於電場的原因，物質發生氧化-還原反應，導致物質的光吸收或光散射特性發生變化，繼而引起其顏色的變化，而這種顏色的變化能夠可逆地回應電場的變化，其中MoO₃的變色是通過Mo的變價引起光的吸收，電子和離子同時注入到晶格間隙產生著色，用方程式表示為：

MoO₃⁺xA⁺xe-AxMoO₃
式中: 0<x<1；A⁺為Li⁺，H⁺，K⁺，Na⁺等。A⁺的注入使得部分Mo₆⁺還原為Mo₅⁺，電子e-吸收光子能量而處於激發態，在Mo5⁺與Mo6⁺能級之間遷移，電子遷移時吸收光子能量導致著色。製備性能優異的三氧化鉬薄膜一直是研究的重點。近年來，隨著科學技術的進步，不斷出現許多新型的三氧化鉬薄膜製備方法。目前已有多種製備MoO₃薄膜的方法，如蒸鍍法、電化學沉積法、濺射法、溶膠-凝膠法等。

MoO₃薄膜具有良好的電致變色性能，與其他材料相比，如WO₃，TiO₂等，電致變色回應時間較短，著色態時有著灰色變色特性，在可見光區有較平滑的吸收光譜曲線，吸收峰在550 nm附近，更接近於人眼對光線的敏感波段，因此納米三氧化鉬的性能研究是目前納米材料研究的熱點和重點。

三氧化鉬特性 - 抑煙-阻燃性及其應用

聚氯乙烯(PVC)是一種應用廣泛的通用型熱塑性高分子材料，但其燃燒時產生濃煙一直是人們關注的問題之一。過渡金屬化合物對PVC具有良好的抑煙作用，兩種或兩種以上過金屬化合物的混合物在PVC中存在著良好的協同抑煙作用。PVC材料由於加工需要而加入了較大量的增塑劑，使其氯含量大幅降低，氧指數也隨之下降，以至電纜產品在使用中存在嚴重的火災隱患。為了解決這一問題，通常在電纜料配方中加入適量的阻燃劑，以提高其阻燃效果。

PVC複合材料較理想的配方為：
m(PVC)：m(MoO)：m(DMMP)：m(APP)=100：3：6：8
此時複合材料的最大煙密度均降到建築材料國標以下(建築材料國標要求<75)，力學性能和阻燃性能指標均達到最大值。該體系的綜合阻燃、抑煙性能較好，三氧化鉬對PVC的阻燃、抑煙效果是非常顯著的，拉伸強度有所下降，但不影響使用。

Cu₂O/MoO₃對PVC熱降解脫HCl階段的品質損失的影響很小，而品質損失速率介於兩單獨體系之間，但使碳骨架熱裂解的品質損失明顯降低，速率也明顯低於兩者，成炭量也明顯增加，表現出了協同作用，特別是在25 kW/m² 熱輻照條件下Cu₂O/ MoO₃對PVC阻燃和抑煙的協同作用更為理想。雖然三氧化鉬具有一定的阻燃或消煙性能，但在實際應用中如果將其單獨應用於配方中，不但加入的量要大導致成本升高，而且電纜料的綜合性能也可能受損。而若採用由這些化合物組成的複合體系，則可以通過它們的相互協同作用，既可提高阻燃性和消煙性，又可以節省阻燃劑的用量，達到既保留電纜料的良好性能又降低成本的目的。

三氧化鉬特性 - 催化性能及其應用

三氧化鉬在一些基本的有機合成方面顯示了獨到的催化性能。三氧化鉬作為催化劑的機理是，在特定波長光的照射下，其表面受激發產生電子-空穴對，在適當的介質中發生氧化-還原反應，從而分解有機污染物。MoO₃廣泛用作低碳醇合成和部分氧化的催化劑，尤其是在烴類的選擇氧化和氨氧化過程中，以MoO₃為主要組分的催化劑因其高活性和選擇性而得到廣泛的研究與應用。

溫怡芸等用浸漬法製備了新型載體 MoO₃/ZrO₂，用等體積浸漬法製備了Pt/MoO₃/ZrO₂催化劑，在汽車尾氣模擬氣中考察了其對C₃H₈， CO和NO的催化活性，並與傳統三效催化劑 Pt/La2O₃/Al2O₃進行了比較。結果表明:製備的新型載體具有較好的織構性能和較多的強酸中心，Mo離子進入了ZrO₂晶格，形成了變形的四方相結構；載體的表面酸性及催化劑的還原性能直接影響了三效催化劑的催化活性；與傳統三效催化劑Pt/La2O₃/Al2O₃相比，以MoO₃/ZrO₂為載體製備的Pt/MoO₃/ZrO₂催化劑具有更好的低溫活性、優異的三效性能和寬的三效視窗，提高了C3H8在富氧狀態下的轉化效率。MoO₃納米帶具有比基體材料好的催化性能，主要原因：

納米材料尺寸很小，比表面積很大，處於表面的原子很多，增強了催化材料吸附有機物的能力，有利於催化反應；

納米帶尺寸小，光生電子從晶體內擴散到表面時間短，電子和空穴複合幾率減小，從而提高了光催化效率；

由於MoO₃納米帶帶隙寬度的增加，與基體材料相比其光生電子具有更負電位元，相應地具有更強的還原性，而光生空穴將因其具有更正電位而具有更強的氧化性，從而導致納米帶光催化活性增加。

因此，MoO₃納米材料在有機染料污染治理方面有一定的應用前景。

三氧化鉬特性 - 氣敏性能
氣體感測器主要用於各種氣體的檢測，尤其是環境氣體。對環境中有毒、有害氣體污染控制的要求加速了氣體感測器的研究。早期對各種氣體的檢測主要採用電化學或光學法，其檢測速度慢、設備複雜、成本高、使用不方便。隨著各種氣體災害的危害性增加，需要對各種易燃、易爆、有毒氣體進行及時檢測，原有的方法不能滿足這一要求。20世紀60年代初人們發現金屬氧化物半導體材料具有氣敏特性，從而開創了氣體感測器研究的新領域，相繼開發並獲得應用的主要氣敏材料是一些具有n，p型半導體性質的金屬氧化物，如SnO₂， ZnO， TiO₂， Fe2O₃，WO₃， In2O₃，NiO，CoO，Cr2O₃，Cu₂O等。半導體氣敏感測器是利用待測氣體在半導體表面的氧化和還原反應導致敏感元件阻值變化來檢測氣體的種類和濃度。當半導體器件被加熱到穩定狀態，在氣體接觸半導體表面而被吸附時，被吸附分子首先在表面自由擴散，失去運動能量，一部分分子被蒸發掉，另一部分殘留分子產生熱分解而固定在吸附處時，如果半導體功函數大於吸附分子離解能，吸附分子將向器件釋放電子，而形成正離子吸附。

金屬氧化物氣體感測器作為“氣-電”資訊轉換器件同其他方法相比具有快速、簡便等優點，可廣泛用於空氣品質檢測，食品、香精、香水的品質評定及生產程序控制等。但是這些氧化物半導體的純相是廣譜性敏感材料，具有靈敏度低、選擇性不好、電阻大等缺點。現代科技的發展對其提出了更高的要求，除了要有更高的敏感性，還需要有更高的氣體選擇性和穩定性。因為MoO₃是一種寬禁帶半導體材料，表面存在有與待測氣體選擇性作用的活性位點，因此具有很好的氣敏特性。

在過去的幾年裏，研究人員利用真空蒸鍍、氣相沉積、溶膠-凝膠、濺射等各種方法製備了MoO₃及MoO₃基化合物薄膜來研究其氣敏性。MoO₃簿膜在高溫下(450℃左右)對NH₃，H₂，CO，NO₂等氣體均表現出一定的氣敏性，但是單純的MoO₃薄膜對各種氣體的探測在靈敏度、選擇性、相應溫度等方面都不太理想，通過摻雜其他物質或改變材料製備方法可以有效改善材料的氣敏性質。V₂O₅和 MoO₃交替沉積形成的複合薄膜在較低溫度時(150℃)即可對NO₂，NH₃， CO， CH₄， SO₂和H₂表現出很高的靈敏性，並且對H₂有很好的選擇性。

綜上所述，在紫外光照條件下，MoO₃薄膜較SnO₂， In2O₃和ZnO等金屬氧化物對CO，NO₂等氣體的靈敏度明顯提高，回應和恢復速度加快，但作為氣敏材料普遍存在工作溫度太高，需要從製備工藝、材料載體及功能粒子插層等方面進行研究改進。

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