钼多用性洞见

张文钲，刘 燕

(西北有色金属研究院，陕西 西安 710016)

0 前言

钼是ⅥB族元素，体心立方晶格，体内钼原子呈密集堆垛型排列，显示高熔点，与铬镍和铌等合用可增强铸铁、不锈钢和超合金的强度、硬度和抗蚀性。当今，性能越来越优异的各类含钼合金钢不断问世。钼在钢铁冶金的消费量约占钼总消费量的81%～82%(质量分数，下同)。

钼的电子层排列中N层和O层电子的不完全性使得钼拥有优异的催化性能，与钴镍等Ⅷ族元素合成的催化剂广泛用于石油加氢脱硫，与铋磷铌等合成的复合多金属氧化物广泛用作丙烷氨氧化制取丙烯腈催化剂，钴钼催化剂还用来使褐煤液化气化等。钼催化剂消费量占钼总消耗量的8% ～10%，多数分析家指出，钼催化剂消费增长加速，到2015年年增幅5%以上。

钼金属和掺杂钼合金由于其耐高温、低传热性等性能广泛用于电光材料、电极、钼钨坩埚、顶头等。近年来优质钼合金不断问世，纯钼和钼钛合金等靶材在IT产业做显示屏，应用明显增长，钼合金消耗钼占钼总耗的12% ～16%。钼颜料、钼润滑剂添加剂、钼陶瓷和医学等消耗钼占总钼耗量的1%～3%。

随着科学技术的不断发展，钼在半导体产业、能源产业和新材料产业获得新应用。看来钼在各个领域的应用似乎有无限广阔的空间。

1 钼在合金钢中的应用

1.1 含钼合金钢

钼是难熔金属，广泛用于铸铁、不锈钢和超合金等合金钢的合金化剂，含钼合金钢多达上万种，其中主要有:碳钢、高强度低合金钢、全合金钢、不锈钢、工具钢、铸铁和超合金钢等。含钼合金钢广泛用于汽车、舰船、机械、电动、航空、航天、石油、化工、能源、军工、采矿和冶金等工业领域。

在钢铁工业，合金钢消耗钼约占钼总消费量的81%左右，在钢铁行业，钼消耗以氧化钼压块形式为主，约占65%，其次是钼铁约占35%。在各类合金钢中，消耗钼最多的钢种为不锈钢。其中主要有:304L、316L、317L、S32003、317LX 和 317LXN 等，在不锈钢中钼的含量为0.1% ～4.1%不等。如含钼最少的304L不锈钢含钼仅0.1%，317LX不锈钢含钼4.1%，不锈钢中的钼对额外提升不锈钢的耐蚀性非常有效，且不可或缺(除 Cr、Ni、Ti等金属元素外)。一般来说，在不锈钢中含钼4%已足够，另外，钼与铬一起都能促进沉淀金属间化合物，提高不锈钢的强度。

近年来，许多冶金学家研制出许多新型不锈钢，如德国 Chrils·Millward［1］研制的马氏体不锈钢，这种不锈钢用作剃须刀、外科手术刀和手术锯等。与传统的316L不锈钢相比，这种不锈钢更耐腐蚀，耐烧结，这两种性能的改善归结于如下因素:

该种不锈钢的化学组成作了重大调整，与传统的不锈钢相比该钢降低了碳的含量，从0.53% ～0.68%降至0.4% ～0.5%，提高了硅和钼的含量，硅从0.27%～0.3%提高到0.8% ～1.0%，钼含量从0.02% ～1.0%提高到1.0% ～1.5%，此外，有时增加钛、锡和硼的含量，这些元素的下降和增加可提高不锈钢的硬度与耐蚀能力，以及使其具有足够的延展性。

制造工艺上有重大改进，精心地选择钢屑原料，钢屑经电弧炉、二次精炼炉、钢水浇铸。铸件冷速控制好，防比热冲击，在1 200～1 300℃热轧，连续退火，温度为925～975℃退火的维氏硬度为250，再冷轧，精心控制以防坏形，热处理必须恢复韧性，再次退火温度为675～750℃，退火后HV硬度280，最后冷轧至0.07 ～0.15 mm。

经腐蚀电位测定，上述马氏体不锈钢的Ep500在0.35 V到0.52 V(前者为冷轧马氏体不锈钢，后者为回火后马氏体不锈钢)，较传统的316L不锈钢更加耐蚀。Bernd Blanke［2］推出一种耐蚀马氏体硬化钢，其化学组成为:Cr 10% ～14%、Ni 7% ～11%、Mo 0.5% ～6%、Cu 0.5% ～4%、Al 0.05% ～0.55%、Ti 0.4% ～ 1.4%、C+N ＜ 0.3%、S ＜0.05%、P ＜0.05%、Mn 0.5%、Si 0.5%、Co 9.0%、B 9.0%、Ta 0.2%、Nb 0.2%、V 0.2% 和 W 0.2%。该种钢强度高、延展性好，为沉淀硬化马氏体镍铬钢，用于石油、天然气钻探，采矿和切割钻具等，它特别耐蚀，在非离子型表面活性剂中，在25%的磷酸溶液、氯化钠、氯化钾溶液及次氯酸钠溶液中，几乎都不腐蚀。

John Dunn等［3］评述的新型“贫”双相不锈钢研究进展，该钢的代号为 2205，含 Cr 22.5%，Ni 5.5%，Mo 3.3%，N 0.16%。该不锈钢的屈服强度高达586 MPa，抗拉强度862 MPa，而316L不锈钢屈服强度为303 MPa，抗拉强度为88 MPa。316L不锈钢在沸腾的26%NaCl溶液中只能维持530～940 h，而2205型不锈钢在相同条件下可维持1 000 h，其加工性能很好。由于2205型不锈钢的强度高，因而用它生产的汽车重量可以减轻许多，同时可节省燃油，减少尾气的排放量和温室效应。

研究还表明，一些双相不锈钢由于强度高，用它建造的快艇具有惊人的性能，如高速行驶，安全性有保证。用这种材料建造的港湾大桥抗风性极高，高耐蚀，是现代化的结构材料。有一种铂铬钼合金钢［4］，该钢含 Cr 18%，Ni 9%，Mo 3%、Pt 33%和 Fe 37%，这种钢材可拉成0.05 mm或更细的长丝，可做人体血管(有血栓)的支架。用长丝做成的支架很细，强度高，韧性好，与人体相容性好，制成的支架较重，因此在血管中的稳定性好。

1.2 超合金

超合金包括各种镍基单晶高温合金，铼镍基单晶高温合金和钼钴基单晶高温合金等。近年来，由于镍基单晶超合金具有优异的抗蠕变强度，很高的持久强度极限和蠕变极限，高温抗氧化及抗腐蚀性好，热稳定性好，拉伸和持久性好，抗热疲劳和机械疲劳性能好等一系列优点，它广泛用于涡轮发动机叶片、导向叶片、叶片内外环、燃油喷嘴等。单晶高温合金叶片已成为现代航空发动机制造的重大关键技术之一，此外，它还用于军用和商用飞机、坦克、舰船、工业燃气轮机、导弹、火箭和航天飞机等。

目前，镍基单晶超合金已经从第3代发展至第5代，第5代代表性镍基超合金含Co 6%，Cr 5.4%、Mo 5.0%、W 1.5%、Al 5.5%、Nb 0.5%、Ta 6.2% 、Re 6.4%、Ru 5.0%、Ni 59.9%。在 2006 ～2009 年由于铼的价格为历史峰值(高铼酸铵8万/kg人民币)，美国通用电气公司还研制出低铼镍基单晶超合金，该合金的铼含量仅为1.0% ～2.3%，价格相对便宜，但含W高达4.8% ～6.8%。有专业人士估计，超合金消费钼占钼总消费量的5%。钼在钢铁领域的应用概况见图1。

2 钼基催化剂的应用与发展

钼为ⅥB族元素，钼原子有两个不完全的外电子层，即N层和O层，这两个电子层，给出和得到电子非常容易，从而使钼拥有优异的催化活性。近20年来，钼在催化剂领域的应用迅速增长，发达国家钼基催化剂消费钼增长约10～15倍。钼基催化剂的种类与应用见图2。

美国2010年钼催化剂消费钼1 050 t，约占钼总消耗量的9% ～10%，近几年，我国成为石油消耗大国，钼基催化剂消费也在增长。催化产业属绿色经济，已经用过的钼基催化剂中的金属如钼钴、钼镍、钼钒等金属可回收，回收技术日趋成熟，有的催化剂可以再生。

钼基催化剂在石油精制脱硫领域的重要性十分突出，目前，燃油能源占能源总消费的35% ～38%，由于环境要求日趋苛刻，要求燃油如汽油、柴油含硫量不断下降，2012年我国一线城市用油含硫要求≤10 mg/kg，一些发达国家甚至要求使用超低硫燃油，含≤5 mg/kg，从而要求使用催化活性、脱硫能力更好的催化剂，研究人员从研究新型和改进催化剂两方面着手，一是采用比表面大、多孔、孔径分布更窄、孔容更大的γ－Al2O3载体，二是增加钼的含量，如过去CoMo/γ－Al2O3含MoO3为10% ～15%，目前提高到20%以上，还要附加催化剂助剂［5－6］。

另一种重要的催化剂为多组分复合氧化物催化剂，它是一种促进氧化反应的催化剂，主要用来气相氨氧化丙烷为丙烯腈和气相氧化丙烷为丙烯酸。10年前的所谓多组分复合氧化物，组分少，如MoBiS-bOm等催化剂，从而使得反应产物如丙烯腈产率低，合成催化剂体系难以复制，催化剂性能不稳定。

最近研发的氨氧化催化剂其催化组分增多［7］，对其制取工艺进行了改进，即增多了氧化活性元素，也增加了副反应抑制元素，从而提高了丙烯腈的产率与选择性，产率一般为53%，丙烷转化率为94%～ 97% ，催化剂的组分为 Mo1.00V0.3Sb0.2Nb0.5Ti0.1Er0.005Om。制取时的钒源采用的是 V2O5而不是VOSO4，用后者钒损失较大。

一种钼钯基催化剂，如 Mo1.00V0.25Nb0.1Pd0.0004On，载体是多孔形，比表面为100 m2/g的SiO2，这种催化剂是钼酸铵、偏钒酸铵、草酸铌、草酸锑和醋酸钯低温合成，而后蒸发出水和丙酮，干燥后煅烧制成的粒度为0.35～0.7 mm，用这种钼钯基催化剂氧化乙烷、乙烯为乙酸。乙酸是十分重要的工业原料［8］。

最近许多化学专家十分关注Co－Mo－S催化剂，Range燃料公司用Co－Mo－S催化剂从合成气(H2和CO的混合气)制取乙醇。众所周知，氢气与一氧化碳的混合气可从天然气、石油、褐煤等不可再生资源中制取，也可从再生资源如木素纤维素和碳废物中制取，而乙醇是清洁能源。从可再生能源生成合成气后再转化为乙醇意义重大。从合成气制乙醇的催化剂受到人们的极大关注，催化剂研创重点是钴钼硫催化剂，许多大型催化剂研发单位在研讨中，初步结果已见端倪。在欧洲专利网站上看到，2009～2012年连续不断出现关于CO－Mo－S催化剂从合成气生成乙醇相关专利的报道。

由Ⅷ族元素 Co、Ni、Ru、Pd 和 Pt，与ⅥB 族元素Mo、W和Cr等组成的双金属催化剂是催化分解CO等含碳气体制取单壁碳纳米管催化剂。

单壁碳纳米管或碳纤维是21世纪重要的新材料之一，单壁碳纳米管或碳纤维管的分子中碳碳键合为最强的键合，它十分坚硬，质轻，耐高温、抗氧化好。目前它具有广泛应用价值，未来潜在应用价值更大。2000年梦想波音787客机成功试飞，它的机体用碳纤维制成，比铝合金轻，强度大，可节省燃油20%，由碳纤维制造石油探钻管强度大，承受260℃的高温，2.4 MPa的高压，可探明和开采5 000 m以下的石油，从而大幅度提高石油的储量。

俄克拉何马州大学的Daniel E Resasco及其团队［9－10］详尽地研究了用 Co － Mo/SiO2细粒催化剂分解CO制取单壁纳米碳管。将一氧化碳在600～700℃通入装有不同摩尔比的CO∶MO/SiO2(同时50%氢气)反应一定时间后，CO被催化剂分解生产单壁碳纳米管，结果见表1。

表1 不同摩尔比的Co∶Mo/SiO2催化剂试验结果

高清晰度扫描电镜观测结果表明，CO∶Mo摩尔比为1∶4时，单壁碳纳米管产率高达94%，大部分单壁碳纳米管直径为1 nm，长度为3.2 mm，它们包捆在SiO2载体表面上。

二硫化钼是典型的层状化合物，为六方和三方晶体，其晶面各向异性，层COOD面为惰性、棱面，即Mo键被架空，具有优异的催化活性。人们对此的认知深入精髓，从20世纪90年代，许多国家的科学家开始制定前瞻性研究计划，探索MoS2棱面的结构特性，研制新型催化剂，电催化水制氢。目前，初步确认，用几种新奇的钼配位化合物来电化学催化水或海水制取氢气。Hemamala·I·Karunadasa及其团队［11］制出的催化剂是［(PY5Me2)MoS2］(CF3SO3)2，它是一种配位化合物，式中PY5Me2为2，6－ 二(1，1 －2(吡啶基)乙基)吡啶，实验室将一定浓度的该种催化剂置于酸性水中，水被电化学催化出氢气，该种催化剂比铂催化剂价格低60倍，实验研究在进行中，许多科学家还研制出许多有机配位化合物用来从水中制氢，氢是清洁能源，它燃烧时生成水。

当今，工业上使用的钼基催化剂种类繁多，应用广泛，随着科学技术的不断发展，特别是石油化工、化学工业和可再生能源的发展，钼基催化剂必将同步发展。2010年钼催化剂消费钼约占钼总消费的7%左右，分析家预计到2015年钼基催化剂消费钼增速约5%～6%。

3 润滑剂添加剂

3.1 二硫化钼润滑剂和钼钛硫涂层

100年前，人们用二硫化钼粉做马车轮润滑剂，如今这种古老的具有优异摩擦学性能的二硫化钼润滑剂添加剂发生了巨大的变化。人们制出不同粒度含MoS2≥98%的润滑剂，同时还研制出纯度≥99.99%高纯二硫化钼，原来的MoS2的粒度为0.5～10 μm，现在可以制出0.2 μm 的二硫化钼和纳米级二硫化钼，并制出富勒烯纳米二硫化钼，研究人员还对二硫化钼进行了改性，用钛靶和二硫化钼靶将钛粒子和二硫化钼交替离子镀涂在基材上形成Mo-TiS层，此时，原来质地柔软的晶态二硫化钼转变为坚硬μ值更低的硬涂层。在密闭磁场中进行不平衡磁控溅射离子镀，涂覆在基材表面上MoTiS的涂层具有奇特的表面特性，见表 2［12－13］。

表2 MoTiS涂层表面特性表

结果显示，涂覆在基材上的MoTiS涂层牢牢地粘着在基材上，μ值超低，组织结构致密均一，膜硬度很高，抗磨性很好。

二硫化钼和MoTiS涂层的应用示意图见图3和图4。

3.2 油溶性有机钼的应用

由于二硫化钼为固态粒状，它不能溶于各类润滑油中，特别是不溶于最需要润滑的内燃发动机润滑油中，汽车发动机的润滑问题曾经搁置数十年。

20世纪60年代，化学家发明了可溶于汽车发动机油中的有机钼，目前有机钼广泛用于S0～Sn级0～40 W润滑油，其作用一是节省燃油，二是明显降低发动机的磨损延长发动机的使用寿命。

目前，油溶性有机钼有4种:MoDTP—二烷基二硫代磷酸钼，MoDTC—二烷基二硫代氨基甲酸钼(液态和固体)和A－M钼胺络合物，其中MoDTC是有机钼中的佼佼者，其使用效果最佳，MoDTC的学名为二－十三烷基二硫代氨基甲酸钼，其结构式如下:

式中R 为异十三烷基，X=0.75～2.1，该化合物含 Mo 6.9% ～7.0%，S 6.5%，S/Mo 摩尔比 2.7～3.0，粘度 22 cst(100 ℃)，色度 L4.0(ASTM 色标)，密度 0.99 g/cm3(25 ℃)，己烷中的不溶物0.1%(最大)。该油溶性有机钼添加剂加入内燃发动机中(如SP级)700 mg/kg时，明显显示燃油的经济性和发动机的抗磨性。目前，我国尚未厂家批量生产该添加剂，研究还表明，该剂由于S/Mo比较高，抗磨性良好，在涡轮发动机中的抗磨试验，明显优于现用的其他抗磨剂。涡轮发动机轴承钢为440－C钢，与该剂合剂(复配)是 VanLube®829，它是一种噻唑基化合物［14］。

4 钼酸盐颜料的应用与发展

20世纪30年代，美国著名的化学公司E·L·Dupont公司发明了钼橙颜料，并进行了系列化研究，其颜色从淡橙到红色，主要用作汽车油漆。随后德国最大的化学公司BASF公司生产18种不同颜色的钼橙。

钼橙是铬酸钠、钼酸钠、硫酸钠的混合物再与硝酸铅水溶液反应，在pH值3～4条件下，沉出的沉淀产物。它的颜色比铬黄纯正，耐光性高，深受人们青睐。70年代后，由于环境要求日趋苛刻，它的铅铬污染受到限制，其应用明显下降，2000年美国钼橙生产量降至110 t。

近年来，其他钼酸盐颜料又逐渐受人关注，特别是Sherwin－willams公司研制的钼白系列颜料多达7种，其中最受关注的是钼白101防锈底漆，钼白的重要成分为钼酸锌，用它调制防锈漆用于各种碳钢，特别是中碳钢板的耐蚀和防锈，这种漆耐酸、耐二氧化硫和氯蚀。它耐蚀性明显优于铬酸锌颜料。后来，美国海军部又制出一种包膜钼白颜料，含Zn 57%、MoO31.5%，色膜为富氨酯。耐海水腐蚀，流动性好，环境友好。Sherwin－williams公司［15］还研制出一种白色无机颜料，将硼酸钙、钼酸钙和磷酸钙沉积在碳酸钙颗粒表面上，三者的含量分别为2.5%、11.3%和 11.2%，填料碳酸钙用量为 75%，该颜料特别耐蚀。

另一个热点引人兴趣的是开发稀土钼酸盐无机黄色颜料，众所周知，黄色颜料是一种十分重要的常见颜料，在陶瓷领域尤其显得突出，某些稀土钼酸盐黄色颜料无毒、耐热性好、分散性好、色度高，耐可见光、紫外光和红外光照射。稀土钼酸盐黄色颜料可替代锡钒黄色颜料、锆钒黄色颜料和有毒的Pb2SbO7、PbCrO4和CdS等黄色颜料。稀土钼酸盐无机颜料有钼酸钐、钼酸铈钠、钼酸铈钇钠、钼酸铈镧钠、钼酸铈钕钠、钼酸镨钛、钼酸镨锆、钼酸镨、钛酸钼镨和锆酸钼镨等。这些无机黄色颜料广泛用于油漆、油墨、塑料、橡胶和陶瓷等。

Mundlapudi Lakshmipathi［17］还制出了一种无机绿色颜料，其通式为RE2MoO6，其中RE是混合稀土，混合稀土可以是原子序数为57～66的稀土元素，如钕、镨、钐和其他稀土元素混合物。采用混合稀土制取钼绿时不用对稀土混合物进行十分复杂的分离提纯工艺，制造比较简单，只要将混合稀土碳酸盐与钼酸铵混合，在900～1 000℃下煅烧3～6 h，然后将产品磨细即可。

5 钼酸铵的应用

钼酸铵是由阳离子铵和各种同多钼酸根离子化合组成的一种盐类，是最重要的钼化合物之一，我国是钼酸铵生产大国，也是消费大国。目前，生产的钼酸铵主要有:二钼酸铵(NH4)2Mo2O7、四钼酸铵(NH4)2Mo4O13·2H2O、七钼酸铵(NH4)6Mo7O24·4H2O、八钼酸铵(NH4)4Mo8O26和十二钼酸铵(NH4)2Mo12O40·6H2O等。

二钼酸铵、四钼酸铵和七钼酸铵主要用作生产钼粉、金属钼的前体。七钼酸铵的水溶性好，也用来生产各种钼基催化剂如CoMoP/γ－Al2O3催化剂等。

八钼酸铵有α型、β型和γ型，α型八钼酸铵是一种环境友好型抑烟阻燃剂，广泛用于电线和电缆中，加入α型八钼酸铵的PVC热解时形成多烯为顺式和反式相结合的结构，反式多烯的形成有助于成碳，从而起到良好的抑烟作用。粒径d50＜4.5 μm的八钼酸铵在电子产品、电线和工业电缆中应用效果良好，不过在我国抑烟阻燃市场销路平淡，原因之一可能是价格问题。

还有一种高纯钼酸铵，含Na＜0.01 mg/kg、K ＜0.01 mg/kg、U ＜0.001 mg/kg、Fe ＜0.2 mg/kg。这种钼酸铵经氢还原制出的钼粉加工成钼丝可用作Debyes电极和导线、栅门电路电极等。

钼酸铵是植物微肥，用作豆科植物、牧草和花卉微肥。有一种MoTRI基因，它可以有效地控制从环境中吸收钼及在生物体内传输钼。植物缺钼会导致节间伸长及叶子形状异常。

6 钼金属、钼合金的应用

钼金属熔点高、导电性和导热性好、热膨胀系数低、抗热震性好、耐热疲劳，密度比钨小许多，比钨的加工性能好，广泛用作电光材料、喷涂材料、隔热材料、熔炼玻璃电极、钼坩埚、钼顶头和钼X射线靶等。金属钼和钼合金应用如图5所示。

图5 金属钼和钼合金应用示意图

合金化强化的钼合金，碳化物、氮化物强化的钼合金和固溶强化的钼合金，其物性和化性比单一钼金属要优异得多，因此传统的某些单一钼制品将被代替。如熔炼玻璃的电极可被ZrO2强化的钼电极取代，ZrO2强化的钼电极其耐腐蚀性明显增强，钼坩埚将被旋锻制成的钼钨坩埚取代，碳化物强化的TZM、THC合金高温强度、再结晶温度明显提高，钼顶头、X－射线钼靶材已经应用这种材料。钼金属消费约占钼总消费的10%左右。

Pascal Jehanno［18］认为虽然钼和钼合金在高温下具有优异的机械强度等性能，但也存在一个亟待解决的问题，即在600℃以上温度范围，钼及其合金耐氧化性较低，为了改善这一不足，有两种方法可以解决该问题:(1)向钼和钼合金中附加硅和硼，形成硅化钼和硼化钼，或者加 C、Hf、Nb、W、Re等元素以形成碳化铪、碳化铌等;(2)向钼基材表面涂覆耐氧化涂层［19］。

Pascal Jehanno等人研制一种含硅化钼硼合金，即Mo·B·Si合金，同时向钼合金中添加了铌，该合金有2种，第1种组分为 Mo 76%、Nb 20%、Si 3%和B 1%，第2种组分为Mo 93%、Nb 3%、Si 3%和B 1%，第1组合金在1 300℃下最大应力为372 MPa，延伸率为17.2%，1 600℃下最大应力为161 MPa，延伸率为 35.1%。

钼金属陶瓷具有高熔点、高强度、优异的高温抗氧化性，导电和导热性好等优点，经 SiC、ZrO2、SiN强化和V、Nb、Ta等合金化，钼金属的低温脆性和高温韧性得到很好的改善，在高温发热体、高温结构材料领域的应用将会扩大。

高纯钼用于制备钼溅射靶材、钼铌合金溅射靶材、钼钛合金溅射靶材。钼的纯度越高，溅射薄膜的性能越好。钼和钼合金可在各类基材上形成薄膜，这种薄膜广泛用于薄膜半导体、液晶显示器、TFTLCD、等离子显示屏、无机光发射极管显示器等。LCD用钼溅射靶材的需求量在2010年已增加到1 000 t。

高纯钼还是生产高纯三氧化钼的前躯体，目前，世界上使用的高纯三氧化钼多半是用99.999 5%的高纯氧气在550℃氧化高纯钼箔制成的。

7 三氧化钼的应用进展

三氧化钼为淡黄－灰色结晶粉末，密度为4.69 g/cm3(25℃)，熔点795℃，沸点1 155℃(升华)。在空气中十分稳定，微溶于水，可溶于氨水、碱、氢氟酸和浓硫酸。

三氧化钼的制备方法多种多样，最常见的三氧化钼制法是在350℃的空气流中热处理七钼酸铵3 h，此时七钼酸铵转化为三氧化钼。将三氧化钼进一步研磨，筛分和再氧气气氛下增加热处理时间或提高热处理温度可增大三氧化钼的比表面。

目前，国外生产三氧化钼的两大厂家及其制品，美国Climax钼公司生产的纯三氧化钼比表面为3.7 m2/g，德国H·C·Starck公司生产的三氧化钼I比表面为1.0 m2/g，化学组分见表3。

表1 Climax钼公司和H·C·Starck公司制备的三氧化钼化学组分表

生成三氧化钼的其他厂家还有以色列金属技术公司、印度Kankal出口公司、日本的Taiyo Koko公司，中国的南京化学公司等。三氧化钼的应用如图6所示。

图6 三氧化钼应用示意图

三氧化钼主要用于生产含钼多金属氧化物催化剂，如丙烯氨氧化制取丙烯腈催化剂，部分气相氧化丙烯醛为丙烯酸催化剂和氧化脱氢1－丁烯或2－丁烯为丁二烯催化剂等。

三氧化钼还具有电致色、光致色、气敏和光催化降解等性能，纯度99% ～99.5%的三氧化钼可用作特种玻璃制品，如钼酸盐、钨酸盐和钒酸盐混合玻璃、碲玻璃、特种玻璃镜片。美国DPC公司研制出一种淡绿色能吸收紫外光的钠钙玻璃，含MoO3≥2%，厚度3～3.9 mm，紫外光透射率≤31%，明光透射率70%。日本玻璃公司制出一种结晶型钙钠玻璃，该玻璃主要组分为SiO2－CaO－Na2O，另外，含三氧化钼和三氧化钨各2% ～8%，烧制后的玻璃像白瓷一样，晶莹剔透，光滑如镜。

升华法制取的纳米三氧化钼是氟化三氯甲苯C6H5CCl3为三氟甲苯C6H5CF3的催化剂，也是氯代三氯甲苯氟化－氯代三氟甲苯的良好催化剂［20］。0.3～0.5 μm的α－三氧化钼是一种高效抑烟阻燃剂，美国通用电气公司研制的具有抑烟阻燃能力的聚酰胺酯材料含三氧化钼2%。

近年来，用三氧化钼膜做气敏传感器的研究十分引人注目，如用来监控环境中一氧化碳含量。众所周知，一氧化碳是一种无色无味气体，它与人体血红蛋白的亲合力是氧气的210倍，可与人体血红蛋白形成碳氧血红蛋白，当血液中的一氧化碳含量≥200 mg/kg时，血液严重缺氧造成头疼、昏迷。用三氧化钼膜制成的一氧化碳传感器可连续地、精确地监测环境中的一氧化碳浓度，从而可防预一氧化碳中毒。NaNo Proprietary公司［21］已生产有栅门电路的三氧化钼膜式传感器，研究表明，三氧化钼膜还可用来监测其他许多气体如二氧化碳等。日本松下电器公司［22］也制成含三氧化钼膜一氧化碳传感器，其制备方法是将含99.995%的三氧化钼粉末分散在去离子水中，加入还原性的Na2S2O4，三氧化钼与Na2S2O4反应形成新的产物［Na(H2O)5］xMoO3，此时，钠离子嵌入三氧化钼层中，再将其分散在水中，加入少量分散剂，再与乙醇混合，将硅基基材浸渍在上述溶液中，通上3 V电压数分钟，基材上形成三氧化钼薄膜，在400℃下加热1 h后得出三氧化钼气敏薄膜。

图7 高纯三氧化钼应用示意图

高纯三氧化钼另一个应用是用作有机电发光部件［23］，有机发光元件具有许多优点，如使用的电压较低，发光效率较高，可发出从浅蓝到深蓝再到近紫色的多种颜色，使用寿命长。制备方法相对简单。高纯三氧化钼的应用如图7所示。

8 锂钼氧化物二次电池阳极材料

与常见的锂钴氧化物、锂镍氧化物和锂锰氧化物二次电池正极材料比较，锂钼氧化物正极材料具有电能高、电压高、充电和放电性能好、使用寿命长和热稳定性好等优点，目前，广泛应用这种材料作锂二次电池正极材料。此外，锂钼氧化物比锂钴氧化物价格便宜，无污染。而锂锰氧化物作正极材料时，其理论放电能力较低，只有148 mAh/g，而锂钼氧化物正极材料的放电能量为405 mAh/g。

目前，使用的锂钼氧化物正极材料主要有Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)MoO3、LiMoO2和 Li4Mo3O8。锂钼二次电池是IT电子装置的能源，它广泛用于PDAS，移动电话、笔记本电脑、地下电话、军用通讯和电动自行车等，未来应用及发展空间大［24］。

Rongzhong Jiang［25］研制出一种钼 － 空气电池，钼－空气电池是一种电化学电池，钼是阳极，它可被氧化剂如空气所氧化产生电流，因此，可看作是一种燃料电池，阳极钼可看作是燃料，钼是过渡金属，原子量95.9，氧化时可以给出6个电子，阴极为Pt/C催化剂涂覆的碳布，电解质为40%的H3PO4，也可为30%KOH，用酸性电解质时，发生以下电极反应:

阳极

阴极

电池的总反应为

用碱性电解质时，电极反应如下:

阳极

阴极

电池总反应为:

用酸性电解质时，电池的理论能密度为1 581 Wh/kg，用碱性电解质时，理论电能密度为1 012 Wh/kg，与有机电解质相比，电解质为碱性溶液时，离子传导率很高，这种电池体系可达到很高的功率，水中的钼氧化后放出6个电子，在酸电解质时，阳极最终产物为钼酸，在碱性电解质时，阳极最终产物为钼酸钾。

电池作业时，该体系保持良好的离子传导率，因此电池作业时电阻很低，这样通过将电解质中和，用过的电解质很容易循环，所以钼－空气电池的能密度很高，人们对其应用效果拭目以待。

9 其他

钼－99是锝－99的放射性母体［26］，是一种不稳定态放射性同位素，广泛用于医疗领域，如医疗检查和治疗方面。由于其应用前景引人注目，美国Los Alamos国家实验室和和德国原子能研究人员等争先恐后地研究Mo－99的制备与用法。

Sunil Chandra Jha［27］研制出一种抛光浆料，学名为CMP，即化学－机械抛光，这种浆料用于半导体制造业。化学－机械抛光方法典型地用于半导体晶体切片的抛光。传统的方法对于低电路密度而言是足够的，然而要提高电路密度，即晶片要从0.25 μm跃迁至 0.18 μm，甚至到 0.045 μm，这就必须研究新方法来平化晶片，化学－机械抛光浆料由150～1 000 nm三氧化钼粒子、氧化剂如Fe(NO3)3等、络合剂如EDTA等和去离子水等组成，化学－机械抛光法的优点是抛光速度快、抛光后的晶片表面平滑、粗糙度很低。

钼酸铜氨络合物(由硫酸铜、硫酸钠和氨水反应制得)溶于去离子水，可用来作木材防锈剂，它是环境友好性防腐剂。钼酸铜氨络合物处理木材后，它长期地保留在天然木材纤维中，其中的钼和铜可防止木材被细菌特别是真菌感染，使木材不腐朽。众所周知，木材因腐朽损失巨大，用钼铜氨络合物处理高档木材，如建筑用材、琴材已变得十分普遍。

许多药物学家用一些钼化合物如［NH3C3H7］6［Mo7O24H］等试验了其抗癌作用，它们毒性低，有一定的抗癌效果。另一种有机钼络合物［(n5ind)Mo(CO)2bPy］BF4，式中 ind 为茆基，bPy为双吡啶，对鼠细胞瘤有一定抑制作用。

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