دی اکسید مولیبدن یک ماده جامد بنفش رنگ و رسانایی فلزی است. شکل کانی شناسی این ترکیب توگارینوویت نام دارد که به ندرت یافت می شود. این ترکیب در یک سلول مونو کلینیک متبلور می شود، و دارای یک ساختار بلوری روتیل تحریف شده (TiO2) است.
به عنوان یک اکسید فلزی متداول، نانوساختارهای MoO2، اغلب در تهیه باتری های یون لیتیوم و الکتروکاتالیست ها مورد استفاده قرار می گیرند، اما به ندرت برای موارد دیگر گزارش می شوند.در مقایسه با MoO3 نیمه رسانا، دی اکسید مولیبدن دارای ویژگی های بسیار مختلفی از جمله هدایت بالا، نقطه ذوب بالا، پایداری شیمیایی بالا و غیره است.
در مقایسه با فلزات نجیب، نیمه هادی ها با اثر تشدید پلاسمون سطحی، نوع دیگری از مواد بستر SERS هستند. موانع اصلی تاکنون این بوده است که مواد نیمه رسانا غالباً ناپایدار بوده و در اثر تابش لیزر یا تماس با مواد خورنده، اکسید یا تجزیه آنها بیشتر و آسان تر می باشد.
در این کار، گزارش شده است که از دی اکسید مولیبدن فلزی می توان به عنوان یک بستر SERS برای ردیابی مقادیر کمیاب از مواد شیمیایی بسیار خطرناک از جمله بیسفنول (A (BPA، دی کلروفنو (DCP)، پنتاکلروفنول (PCP) و غیره استفاده کرد.
بر اساس نتایج حاصل، مولیبدن دی اکسید یک مقاومت اکسیداسیون بالا غیر منتظره را نشان می دهد، که حتی می تواند دمای 300 درجه سانتیگراد را در هوا بدون اکسیداسیون بیشتر تحمل کند. مواد حاوی MoO2 همچنین می تواند در برابر اچ طولانی مدت اسید قوی و قلیایی مقاومت کنند.
گزارش شده است که مولیبدن دی اکسید به عنوان کاتالیز کننده دهیدروژناسیون الکل ها، اصلاح هیدروکربن ها و بیودیزل به کار برده می شود. لایه های نازک نانو مولیبدن از طریق کاهش MoO2 رسوب داده شده روی گرافیت تولید می سوند. اکسید مولیبدن همچنین به عنوان ماده آند احتمالی برای باتری های لیتیوم یون پیشنهاد شده است.