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三氧化钼因其具有的特殊结构,非常适合其它小分子或离子的嵌入而受到越来越多的关注,这种特殊的层状结构使得三氧化钼具有良好的电致变色、光致变色、催化和气敏等性能。
以钼粉(Mo)和过氧化氢(H2O2)为起始原料,采用X-射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)以及扫描电子显微镜(SEM)等对制备的薄膜进行了测试和表征。研究了不同微波水热温度、微波水热反应时间、Mo6+浓度、pH值和柠檬酸加入量对三氧化钼晶相组成以及显微结构的影响。结果表明:随着微波水热温度的升高,MoO3粉体的结晶程度趋于良好,直到温度升高到180℃时.粉体均为纯净MoO3晶体,且结晶性较好;随着反应时间的延长,MoO3的衍射峰强度逐渐增强,至反应时间为120min时,粉体的衍射峰达到最强;加入柠檬酸能明显降低其晶粒生长活化能,随柠檬酸的加入量结晶度逐渐升高;随着pH的增加,MoO3粉体的衍射峰强度逐渐增强并变得尖锐,增至2.0时,粉体均为纯净MoO3晶体,并且粉体的结晶程度较高。
在以上基础上,采用微波水热法制备了结晶性能较好的MoO3薄膜,并采用XRD、SEM、原子力显微镜(AFM)等手段对样品进行了表征。研究了不同微波水热温度、微波水热反应时间、Mo6+浓度、pH值对三氧化钼薄膜相组成以及显微结构的影响,并对其生长模式做了进一步研究。结果表明:随着热处理温度的升高,MoO3薄膜的结晶程度趋于良好,晶粒有长大的趋势,直至温度升高到180℃时,薄膜的结晶强度达到最高;随着保温时间的延长,MoO3的衍射峰强度逐渐增强,直至保温时间为120min时,其衍射峰达到最强;当Mo6+浓度为0.05mol/L时,制备的薄膜有MoO3衍射峰的出现,但衍射峰强度较弱,随着溶胶浓度的升高,其衍射峰强度逐渐增强,直至溶胶浓度为0.5mol/L时,薄膜的衍射峰达到最强,结晶度最高。