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三氧化鎢的制備方法工業(yè)中的應(yīng)用

更新時間:2017-08-22瀏覽:4006次
   三氧化鎢的制備方法工業(yè)中的應(yīng)用
  
  三氧化鎢(化學(xué)式:WO3)是鎢(VI)的氧化物,是從鎢礦制取單質(zhì)鎢工業(yè)的重要中間體。該冶煉過程涉及兩步:*步用堿處理鎢礦,制得WO3,然后用碳或氫氣還原三氧化鎢,得到金屬鎢:
  
  WO3+3H2→W+3H2O
  
  2WO3+3C→2W+3CO2
  
  三氧化鎢制備
  
  三氧化鎢可由很多方法制備:
  
  先用鎢酸鈣與鹽酸反應(yīng)生成鎢酸沉淀,然后鎢酸高溫分解成為三氧化鎢和水。
  
  CaWO4+2HCl→CaCl2+H2WO4
  
  H2WO4→H2O+WO3
  
  氧化劑存在下,仲鎢酸銨熱分解:
  
  (NH4)10[H2W12O42]·4H2O→12WO3+10NH3+11H2O
  
  三氧化鎢用途
  
  除制取金屬鎢外,黃色的三氧化鎢也可作為顏料,用在陶瓷和涂料中,使用紅外線的非接觸式車窗控制系統(tǒng)(Smartwindows)中,也應(yīng)用了三氧化鎢。
  
  三氧化鎢的理想晶體結(jié)構(gòu)屬于Re03型,與鈣欽礦ABO3結(jié)構(gòu)非常相似,只是W原子占據(jù)著B的位置,而A位置空置。從單純的化學(xué)計量比來看,三氧化鎢中W:O為1:3,其理想晶體結(jié)構(gòu)可以看成由一個處在中心的W原子和圍繞在W原子周圍的六個。原子組成的鎢氧八面體[W06]經(jīng)過共頂連接而成,八面體之間有許多空隙,形成了各種通道。其晶體結(jié)構(gòu)示意圖如圖1.2所示。+6是W中zui高的價態(tài),除此之外,還有+2,+3,+4,+5價。實(shí)際中的三氧化鎢無法滿足嚴(yán)格的化學(xué)計量比,非化學(xué)計量的WO3為N型半導(dǎo)體,通常以W03-x(x=0-1)表示。三氧化鎢在一40~740℃溫度范圍內(nèi)具有不同的結(jié)構(gòu)相變,這些不同的結(jié)構(gòu)相變不是鎢原子和氧原子的重組,而是在原有理想晶體結(jié)構(gòu)上由鎢原子發(fā)生畸變和扭曲所致。隨著溫度的升高,三氧化鎢發(fā)生的相變順序?yàn)?低溫單斜(β一W03)三斜(α-W03)室溫單斜(y-W03)正交相(β一W03)和四方相(α-W03)。同時也存在六方相的三氧化鎢晶相。
  
  
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