时空维度解析氢还原MoO3制备钼粉的路径优化与粒径调控机制

本文创新性地从时空维度系统研究了氢还原MoO3制备金属钼（Mo）的路径，揭示了水蒸气分压（H2O partial pressure）沿反应床径向/轴向的动态变化对钼粉粒径（2.3-3.3 μm梯度）和氧含量（742→603 ppm）的关键调控作用，为工业级钼粉的均质化制备提供了理论依据和工艺优化策略。

　　

Highlight

本研究首次通过连续两阶段还原路径，揭示了水蒸气分压时空动态对钼粉粒径分级的关键作用，创新性提出基于局部气氛调控的粒径分级策略。

Materials

实验采用中国钼企提供的MoO₃原料（纯度99.98%），其X射线衍射（XRD）谱图与标准MoO₃卡片完全匹配，扫描电镜（SEM）显示典型层状形貌。

Results and discussion

• 第一阶段还原：MoO₃→MoO₂转化率β₁通过质量损失计算（理论值11.11%），径向/轴向均呈现反应速率递减趋势，但延长保温时间可提升反应均一性。

• 水蒸气分压效应：钼粉粒径沿氢气流向和料层厚度方向递增（2.3→3.3 μm），而氧含量呈反向变化（表面742 ppm→底部603 ppm），证实化学气相传输（CVT）机制与伪晶转变的竞争关系。

Conclusion

1. MoO₃→MoO₂阶段反应速率存在空间梯度，但可通过时间维度优化实现均质化；

2. 水蒸气分压调控是粒径分级的关键，轴向/径向差异为工业级钼粉定制化生产提供新思路。