Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Триоксид вольфрама
Образец оксида вольфрама (VI)
Кристаллструктура Вольфрам (VI) -oxid.png
Имена
Название ИЮПАК
Триоксид вольфрама
Другие имена
Ангидрид
вольфрама Оксид вольфрама (VI) Оксид
вольфрама
Идентификаторы
3D модель ( JSmol )
ECHA InfoCard100.013.848 Отредактируйте это в Викиданных
Номер RTECS
  • YO7760000
UNII
Характеристики
WO 3
Молярная масса231,84 г / моль
ВнешностьКанареечно-желтый порошок
Плотность7,16 г / см 3
Температура плавления 1,473 ° С (2683 ° F, 1746 К)
Точка кипения 1700 ° C (3090 ° F, 1970 K) приблизительное значение
нерастворимый
Растворимостьмало растворим в HF
−15,8 · 10 −6 см 3 / моль
Структура
Моноклиника , мП32
П12 1 / н1, №14
Октаэдрический (W VI )
Тригональный плоский (O 2– )
Опасности
Основные опасностиРаздражающий
Паспорт безопасностиВнешний паспорт безопасности материалов
точка возгоранияНегорючий
Родственные соединения
Другие анионы
Трисульфид вольфрама
Другие катионы
Триоксид хрома Триоксид
молибдена
Оксид вольфрама (III) Оксид
вольфрама (IV)
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N проверить  ( что есть   ?)проверитьY☒N
Ссылки на инфобоксы

Оксид вольфрама (VI) , также известный как триоксид вольфрама или вольфрамовый ангидрид , WO 3 , представляет собой химическое соединение, содержащее кислород и вольфрам переходного металла . Его получают как промежуточный продукт при извлечении вольфрама из минералов. [1] Вольфрамовые руды обрабатываются щелочами для получения WO 3 . Дальнейшая реакция с углеродом или газообразным водородом восстанавливает триоксид вольфрама до чистого металла. [ необходима цитата ]

2 WO 3 + 3 C → 2 W + 3 CO 2 (высокая температура)
WO 3 + 3 H 2 → W + 3 H 2 O (550 - 850 ° C)

Оксид вольфрама (VI) встречается в природе в форме гидратов , которые включают минералы: вольфрам WO 3 · H 2 O, меймацит WO 3 · 2H 2 O и гидровольфрам (того же состава, что и меймацит, но иногда пишется как H 2 WO 4. ). Эти минералы от редких до очень редких вторичных минералов вольфрама.

История [ править ]

В 1841 году химик по имени Роберт Оксланд дал первые методики получения триоксида вольфрама и вольфрамата натрия . [2] Вскоре после этого он получил патенты на свою работу и считается основоположником систематической химии вольфрама. [2]

Подготовка [ править ]

Триоксид вольфрама можно получить несколькими способами. CaWO 4 , или шеелитовые , дают возможность взаимодействовать с HCl с получением вольфрамовой кислоты , который разлагается в WO 3 и воды при высоких температурах. [1]

CaWO 4 + 2 HCl → CaCl 2 + H 2 WO 4
H 2 WO 4 → H2O + WO 3

Другой распространенный способ синтезировать WO 3 является прокаливанием из паравольфрамата аммония (APT) в окислительных условиях: [2]

(NH 4 ) 10 [H 2 W 12 O 42 ] • 4 H 2 O → 12 WO 3 + 10 NH 3 + 10 H2О

Структура и свойства [ править ]

Кристаллическая структура триоксида вольфрама зависит от температуры. Он тетрагональный при температурах выше 740 ° C, ромбический от 330 до 740 ° C, моноклинный от 17 до 330 ° C, триклинный от -50 до 17 ° C и снова моноклинный при температурах ниже -50 ° C. [3] Наиболее распространенная структура WO 3 - моноклинная с пространственной группой P2 1 / n. [2]

Триоксид вольфрама является сильным окислителем : он реагирует с редкоземельными элементами, железом, медью, алюминием, марганцем, цинком, хромом, молибденом, углеродом, водородом и серебром, восстанавливаясь до чистого металлического вольфрама. Реакция с золотом и платиной превращает ее в диоксид. [ необходима цитата ]

WO 3 + 2 Fe → W + Fe 2 O 3
2WO 3 + Pt → 2 WO 2 + PtO 2

Использует [ редактировать ]

Триоксид вольфрама используется в повседневной жизни для многих целей. Он часто используется в промышленности для производства вольфраматов для рентгеновских экранных люминофоров , для огнезащитных тканей [4] и в датчиках газов. [5] Благодаря насыщенному желтому цвету WO 3 также используется в качестве пигмента в керамике и красках. [1]

В последние годы триоксид вольфрама использовался в производстве электрохромных окон или умных окон . Эти окна представляют собой электрически переключаемые стекла, которые изменяют свойства пропускания света под действием приложенного напряжения. [6] [7] Это позволяет пользователю тонировать окна, изменяя количество проходящего тепла или света.

2010 - AIST сообщает о квантовом выходе 19% при фотокаталитическом расщеплении воды с использованием фотокатализатора из оксида вольфрама, усиленного цезием. [8]

В 2013 году путем селективного фотоосаждения благородного металла на поверхность желаемого оксида (на TiO 2 или WO 3 ) были получены высокофотокаталитически активные композиты оксид диоксида титана / вольфрама (VI) / благородный металл ( Au и Pt ) по отношению к щавелевой кислоте. . Композит показал скромные характеристики производства водорода . [9]

В 2016 году методом гидротермального синтеза были получены полупроводники из триоксида вольфрама с регулируемой формой . Из этих полупроводников были приготовлены композитные системы с коммерческим TiO 2 . Эти композитные системы показали более высокую фотокаталитическую активность, чем коммерческий TiO 2 (Evonik Aeroxide P25), в отношении разложения фенола и метилового оранжевого . [10] [11]

Недавно некоторые исследовательские группы продемонстрировали, что неметаллические поверхности, такие как оксиды переходных металлов (WO 3 , TiO 2 , Cu 2 O, MoO 3 и ZnO и т. Д.), Могут служить потенциальным кандидатом для подложек для рамановской спектроскопии с усиленной поверхностью и их характеристики могут быть сопоставимы или даже выше, чем у обычно используемых элементов из благородных металлов. [12] [13] Есть два основных механизма для этого приложения. Во-первых, усиление рамановского сигнала регулировалось переносом заряда между молекулами красителя и материалами подложки WO 3 . [14] Другой - использовать электрическую настройку плотности дефектов в WO 3материалов с помощью контроля тока утечки оксидов, чтобы модулировать коэффициент усиления эффекта SERS. [15]


Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c Патнаик, Прадёт (2003). Справочник неорганических химических соединений . Макгроу-Хилл. ISBN 978-0-07-049439-8. Проверено 6 июня 2009 .
  2. ^ a b c d Ласснер, Эрик и Вольф-Дитер Шуберт (1999). Вольфрам: свойства, химия, технология элемента, сплавов и химических соединений . Нью-Йорк: Kluwer Academic. ISBN 978-0-306-45053-2.
  3. ^ HA Wriedt: Система OW (кислород-вольфрам). В: Бюллетень фазовых диаграмм сплавов. 10, 1989, С. 368, DOI : 10.1007 / BF02877593 .
  4. ^ "Триоксид вольфрама". Индекс Мерк, том 14, 2006 г.
  5. ^ Дэвид Э Уильямс и др., "Моделирование отклика полупроводника из оксида вольфрама в качестве датчика газа для измерения озона", Meas. Sci. Technol. 13 923, DOI : 10.1088 / 0957-0233 / 13/6/314
  6. ^ Ли, WJ; Fang, YK; Хо, Джих-Иер; Hsieh, WT; Тинг, SF; Хуанг, Даоян; Хо, Фанг С. (2000). «Влияние поверхностной пористости на электрохромные характеристики пленок триоксида вольфрама (WO3)». Журнал электронных материалов . 29 (2): 183–187. DOI : 10.1007 / s11664-000-0139-8 .
  7. ^ KJ Patel и др., Электрохромные устройства с полностью сплошной тонкой пленкой, состоящие из слоев ITO / NiO / ZrO2 / WO3 / ITO, J. Nano-Electron. Phys. 5 № 2, 02023 (2013)
  8. ↑ Разработка высокопроизводительного фотокатализатора с поверхностной обработкой цезием. Архивировано 20 мая 2010 г. на Wayback Machine.
  9. ^ Karácsonyi, É .; Baia, L .; Домби, А .; Danciu, V .; Mogyorósi, K .; Pop, LC; Kovács, G .; Coşoveanu, V .; Vulpoi, A .; Саймон, С .; Пап, З. (2013). «Фотокаталитическая активность наноархитектур TiO2 / WO3 / благородный металл (Au или Pt), полученных селективным фотоосаждением». Катализ сегодня . 208 : 19–27. DOI : 10.1016 / j.cattod.2012.09.038 .
  10. ^ Секели, И., и др. Синтез микро- / нанокристаллов WO 3 заданной формы и фотокаталитическая активность композитов WO 3 / TiO 2 (2016) Материалы, 9 (4) .
  11. ^ Байя, Л. и др. Приготовление композитных фотокатализаторов TiO 2 / WO 3 путем регулирования поверхностного заряда полупроводников (2016) Материаловедение в обработке полупроводников, 42, стр. 66-71
  12. Перейти ↑ G. Ou (2018). «Настройка дефектов оксидов при комнатной температуре восстановлением лития» . Nature Communications . 9 (1302): 1302. DOI : 10.1038 / s41467-018-03765-0 . PMC 5882908 . PMID 29615620 .  
  13. ^ С. Херст (2011). «Использование химического усиления комбинационного рассеяния света: путь к биодетекции на основе оксида металла». Журнал физической химии C . 115 (3): 620–630. DOI : 10.1021 / jp1096162 .
  14. ^ В. Лю (2018). «Повышенная чувствительность спектроскопии комбинационного рассеяния света с улучшенной поверхностью на металлическом оксиде вольфрама за счет синергетического эффекта взаимодействия поверхностного плазмонного резонанса и переноса заряда» . Журнал писем по физической химии . 9 (14): 4096–4100. DOI : 10.1021 / acs.jpclett.8b01624 . PMID 29979872 . 
  15. Перейти ↑ C. Zhou (2019). «Электрическая настройка улучшения SERS за счет точного контроля плотности дефектов» (PDF) . Прикладные материалы и интерфейсы ACS . 11 (37): 34091–34099. DOI : 10.1021 / acsami.9b10856 . PMID 31433618 .  

Внешние ссылки [ править ]

  • Международная ассоциация вольфрамовой промышленности
  • Приготовление электрохромных пленок триоксида вольфрама
  • Сигма Олдрич (поставщик)