由于良好的优异性能,钼在国民经济和国家军事建设等方面都具有非常广泛的用途,是一种非常重要的战略资源。自工业应用以来,受到了越来越多西方发达国家乃至我国的高度重视。然而,随着现代工业的高速发展,一些普通Mo基材料已远远不能满足尖端领域材料的各项性能指标要求。在超细MoO₃的制备方面,采用较多的仍然为传统的湿法制备,制备出的多为热力学稳定的正交三氧化钼,α-MoO₃;而对于火法制备,尤其针对具有更高优异特性的单斜三氧化钼,β-MoO₃,研究则很少。与此同时,由于具有高硬度、高熔点、高催化活性和耐磨抗毒等优异特性,Mo₂C和Mo₂N被广泛地应用于加氢脱硫加氢脱氮等,对于它们的制备,尤其朝着超细方面,受到了越来越多研究者和企业的关注。本论文采用了 FactSage 7.0热力学软件、HCT-3差热分析仪、XRD衍射、FE-SEM扫描、BET比表面积分析、TEM透射电镜、XPS表面元素分析和氧氮分析仪等技术和手段对超细三氧化钼的制备及其气基还原动力学和反应机理进行了详细的研究。主要内容包括:1)采用高温升华-低温冷凝法制备超细单晶球形β-MoO₃并分析工业氧化钼的升华机理;2)H₂还原超细MoO₃和MoO₂的反应动力学和还原机理;3)超细Mo粉自燃机理的研究;4)CO、CO-CO₂混合气体、NH₃、或者N₂-H₂混合气体对超细MoO₃的还原研究;5)各种还原气氛下各产物的物相转变规律和形貌演变过程等。主要获得了如下研究成果:（1）以工业氧化钼为原料,采用高温升华-低温冷凝法制备出了大小约1μm且粒度均匀的超细MoO₃。并且,此时的MoO为球形的单晶单斜三氧化钼,β-MoO₃,这是一种具有更高优异特性的亚稳态三氧化钼类型。在工业氧化钼的升华过程中,表面MoO₃优先反应而升华出去,而底部的则由于表面MoO₃和杂质的阻碍作用,反应速率稍慢;随着时间的推移,样品中MoO₃含量逐渐下降,杂质浓度逐渐增加,升华速率进一步下降;当反应结束时,残留样品为各种钼酸盐和SiO₂的混合物。（2）在713K至833 K范围内,H₂还原超细MoO₃符合两步还原法:MoO₃首先还原成Mo₄O₁₁,一旦出现Mo₄O₁₁,其会进一步还原成MoO₂,两者同时发生同时进行。当温度比较低时,制备出的超细MoO₂几乎保持着和超细MoO₃原料一致的球形形貌,反应符合假晶转换机理;当温度比较高时,制备出的超细MoO₂呈现出片状或者骨架结构,反应符合化学气相传输机理。并且,本论文采用双界面反应模型对高温下的反应动力学进行了分析,发现一段还原(MoO₃至Mo₄O₁₁)和二段还原(Mo₄O₁₁至MoO₂)分别符合化学反应和扩散模型,提取的活化能分别为122kJ/mol和114kJ/mol。而且,当总反应进度介于0至0.7时,一段还原和二段还原同时存在同时发生,此时MoO₃、Mo₄O₁₁和MoO₂三相共存;当总反应进度介于0.7至1时,一段还原结束,二段还原仍在进行,此时MoO₃完全消失,系统只剩Mo₄O₁₁和MoO₂。（3）H₂还原超细MoO₂符合一步反应法:MoO₂直接还原成金属Mo,没有任何中间产物的形成。当温度较低时,速率控速环节随着反应进度的变化而变化:在0至0.8时,反应符合成核与核心长大模型;在0.8至1时,反应符合扩散模型,此时获得超细Mo粉呈现和MoO₂原料一致的片状形貌,反应符合假晶转化机理。当温度较高时,还原过程由界面化学反应控速,获得的超细Mo粉呈现细小的球形形貌,反应符合化学气相传输机理。（4）873 K采用H₂还原超细MoO₂时,发现H₂露点对超细钼粉的自燃行为和产物组成具有非常重要的影响。低H₂露点导致自燃行为的发生,产物为面心立方的γ-Mo₂N且表面包裹着薄薄的MoO₃层。然而,高H₂露点会抑制自燃行为的发生甚至导致还原不完全。在整个还原和自燃过程中,MoO₂ 原料,中间产物Mo和自燃产物γ-Mo₂N都保持着一致的片状形貌。（5）采用程序升温反应法用CO气体还原超细MoO制备超细Mo₂C的反应过程中,低温下球形MoO₃逐渐还原成表面光滑呈片状结构的MoO₂,期间伴随着中间产物Mo₄O₁₁的生成,即还原过程;然后随着时间的推移,光滑片状结构的MoO₂会进一步碳化成表面粗糙带有众多条纹结构的Mo₂C,即碳化过程。在CO气体中增加一定比例的CO₂（15%CO₂+ 85%CO）有利于抑制CO析碳反应的发生,减少自由碳的形成,获得纯净的Mo₂C;但如果CO₂比例过高则不利于Mo₂C的生成,此时产物为表面光滑呈片状结构的MoO₂。在本论文的研究条件下,得出了制备Mo₂C的最佳反应条件。（6）采用NH₃气体还原超细MoO₃制备出的氮化钼为面心立方的γ-Mo₂N,并且此时的还原产物保持着和原料一致的球形形貌、颗粒大小和单晶晶体结构,具有一定的遗传性。结合大量的相关文献,得出MoO₃前驱体的选择对最终还原产物γ-Mo₂N的特性起着决定性的影响。