题目：特殊形貌和晶型结构纳米级MoO3的制备

鉴于[MoO6]八面体的不同连接方式（共角、共棱等），MoO3可形成三维网络、二维层状及一维链状等特殊结构，同时相连八面体之间形成的空隙或层间构成了质子等离子或水等小分子的通道，使MoO3在光、电、气敏、催化等方面表现独特的性能，广泛用作润滑剂、传感器、催化剂等。纳米材料以其独特的结构赋予了许多独特的性质。由于表面及小尺寸等效应，纳米级、特殊形貌和微结构MoO3在光、电、气敏、催化等方面的性能更佳。为此，本论文以仲钼酸铵为前驱体，以合成特殊形貌和微结构纳米级MoO3为目标，以粉末X-射线衍射和扫描电子显微镜作为基本表征手段，采用热分解和水解法制备了具有不同微观形貌特征和晶型结构的纳米级MoO3，并系统考察了热解温度、溶液pH值、模板剂等制备参数对MoO3及其中间体形貌和晶型结构的影响，具体研究工作包括：
首先，以仲钼酸铵为钼源，采用直接热分解法制备了纳米级MoO3，并考察了热解温度对MoO3形貌和晶型结构的影响。根据仲钼酸铵热分析结果，选择分解温度为400～530 ℃。结果表明，在所考察的温度范围内，都合成了单斜晶系的纳米级MoO3（β- MoO3）。同时，热解温度对MoO3的微观形貌和晶粒尺寸影响较小，但对其结晶度影响显著。
其次，研究了仲钼酸铵在中性水溶液中水解制备纳米级MoO3的可行性，并重点考察了焙烧温度对MoO3晶型结构和形貌的影响。结果表明，该方法可以制备出不同形貌和晶型结构的纳米级MoO3。XRD结果表明，仲钼酸铵水解产物经350 ℃和500 ℃焙烧后得到正交相MoO3（α- MoO3）；而400 ℃和450 ℃焙烧产物为单斜相MoO3（β- MoO3）。SEM结果表明，仲钼酸铵水解产物为规整的纤维状和棒状，但MoO3为无序的复杂结构，而且与焙烧温度密切相关。
此外，分别采用HAc(弱酸)、H3PO4（中强酸）和HNO3（强酸）调节合成液pH值，研究了仲钼酸铵在酸性介质中的水解特点，并考察了酸种类对合成MoO3晶型结构和形貌的影响，成功制备了纳米级MoO3。结果表明，采用不同的酸调节合成液pH值，尽管不影响MoO3的晶型结构，但明显影响其形貌特征。采用冰HAc调节pH，微观结构较为规整，且pH值更容易控制。在此基础上，采用HAc调节合成液pH值，详细考察了pH值、仲钼酸铵浓度、焙烧温度等制备条件对MoO3形貌和晶型结构的影响。结果表明，仲钼酸铵浓度对结晶度和晶粒尺寸影响较小，但对产物的形貌影响较大。同时，较小的pH值变化使得MoO3及其中间体的形貌有较大改变。焙烧温度是影响MoO3晶型结构和形貌的关键因素。
最后，研究了仲钼酸铵在酸性介质中水解制备纳米MoO3过程中模板剂的作用，并系统考察了酸的强弱、溶液pH值、老化温度、焙烧温度、焙烧时间、模板剂种类[聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯（P123）、不同分子量的聚乙二醇（PEG-x）]、模板剂和仲钼酸铵质量比及混合方式等因素对MoO3晶型结构、晶粒尺寸和形貌的影响。加入模板剂P123，并用冰HAc调节合成液酸度，MoO3及其中间体的形貌较为规整，而且尺寸较均一；老化温度明显影响MoO3中间体的微观形貌，但决定MoO3晶型结构的关键因素是焙烧温度；尽管混合方式和焙烧时间对MoO3的晶型结构、晶粒尺寸和形貌影响较小，但是明显影响MoO3的结晶度；P123与AHM质量比明显影响MoO3中间体形貌和MoO3结晶度，但对MoO3晶粒尺寸和微观形貌影响较小；采用不同分子量PEG（400-2000）作模板剂，所得MoO3的相对结晶度和晶粒尺寸相差较大，但其（中间体和产物）微观形貌相近，而且与采用P123作为模板剂所制备的MoO3形貌也很相近，即片状、棒状和条形MoO3。