Триоксид вольфрама - Tungsten trioxide
 | |
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК Триоксид вольфрама | |
| Другие имена Вольфрамовый ангидрид Оксид вольфрама (VI) Оксид вольфрама | |
| Идентификаторы | |
3D модель (JSmol ) | |
| ECHA InfoCard | 100.013.848  |
PubChem CID | |
| Номер RTECS |
|
| UNII | |
| |
| |
| Характеристики | |
| WO3 | |
| Молярная масса | 231,84 г / моль |
| Внешность | Канареечно-желтый порошок |
| Плотность | 7,16 г / см3 |
| Температура плавления | 1,473 ° С (2683 ° F, 1746 К) |
| Точка кипения | 1700 ° C (3090 ° F, 1970 K) приближение |
| нерастворимый | |
| Растворимость | слабо растворим в HF |
| −15.8·10−6 см3/ моль | |
| Структура | |
| Моноклиника, mP32 | |
| P121/ н1, №14 | |
| Восьмигранный (WVI) Тригональный планарный (O2– ) | |
| Опасности | |
| Главный опасности | Раздражающий |
| Паспорт безопасности | Внешний паспорт безопасности материала |
| точка возгорания | Негорючий |
| Родственные соединения | |
Другой анионы | Трисульфид вольфрама |
Другой катионы | Триоксид хрома Триоксид молибдена |
| Оксид вольфрама (III) Оксид вольфрама (IV) | |
Если не указано иное, данные для материалов приведены в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |
 проверять (что   ?) | |
| Ссылки на инфобоксы | |
Оксид вольфрама (VI), также известный как триоксид вольфрама или же вольфрамовый ангидрид, WO3, представляет собой химическое соединение, содержащее кислород и переходный металл вольфрам. Его получают как промежуточный продукт при извлечении вольфрама из минералов.[1] Вольфрамовые руды обрабатываются щелочи производить WO3. Дальнейшая реакция с углерод или же водород газ восстанавливает триоксид вольфрама до чистого металла.[нужна цитата ]
- 2 WO3 + 3 C → 2 Вт + 3 CO2 (высокая температура)
- WO3 + 3 часа2 → Ш + 3 В2О (550-850 ° С)
Оксид вольфрама (VI) встречается в природе в виде гидраты, в состав которых входят минералы: вольфрам WO3·ЧАС2О, меймацит WO3· 2H2O и гидровольфрам (того же состава, что и меймацит, но иногда пишется как H2WO4). Эти минералы от редких до очень редких вторичных минералов вольфрама.
История
В 1841 году химик Роберт Оксланд дал первые методики получения триоксида вольфрама и вольфрамат натрия.[2] Вскоре после этого он получил патенты на свою работу и считается основоположником систематической химии вольфрама.[2]
Подготовка
Триоксид вольфрама можно получить несколькими способами. CaWO4, или же шеелит, разрешено реагировать с HCl производить вольфрамовая кислота, который разлагается на WO3 и вода при высоких температурах.[1]
- CaWO4 + 2 HCl → CaCl2 + H2WO4
- ЧАС2WO4 → ЧАС
2О + WO3
Другой распространенный способ синтеза WO3 является по прокаливание из паравольфрамат аммония (APT) в окислительных условиях:[2]
Структура и свойства
Кристаллическая структура триоксида вольфрама зависит от температуры. это четырехугольный при температуре выше 740 ° C, ромбический от 330 до 740 ° С, моноклинический от 17 до 330 ° С, триклинический от -50 до 17 ° C и снова моноклинный при температурах ниже -50 ° C.[3] Наиболее распространенная структура WO3 моноклинический с космическая группа P21/ п.[2]
Триоксид вольфрама - сильный окислитель: 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.[нужна цитата ]
- WO3 + 2 Fe → W + Fe2О3
- 2WO3 + Pt → 2 WO2 + PtO2
Использует
 | Эта секция слишком полагается на Рекомендации к основные источники. (Октябрь 2020) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения) |
Триоксид вольфрама используется в повседневной жизни для многих целей. Он часто используется в промышленности для производства вольфраматы за рентгеновский снимок экран люминофор, за огнезащита ткани[4] и в датчиках газа.[5] Благодаря насыщенному желтому цвету WO3 также используется как пигмент в керамике и красках.[1]
В последние годы триоксид вольфрама использовался в производстве электрохромный окна, или умные окна. 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- АИСТ сообщает о квантовом выходе 19% в фотокаталитическое расщепление воды с фотокатализатором из оксида вольфрама, усиленного цезием.[8]
В 2013 г. высоко фотокаталитически активный титания / оксид вольфрама (VI) / благородный металл (Au и Pt ) композиты в сторону Щавелевая кислота были получены с помощью селективных благородный металл фотоосаждение на желаемую поверхность оксида (либо на TiO2 или на WO3). Композит показал скромный производство водорода спектакль.[9]
В 2016 году триоксид вольфрама с регулируемой формой полупроводники были получены с помощью гидротермальный синтез. Из этих полупроводников были приготовлены композитные системы с коммерческим TiO.2. Эти композитные системы показали более высокую фотокатализ активности, чем коммерческий TiO2 (Evonik Aeroxide P25) в сторону фенол и метиловый апельсин деградация.[10][11]
Недавно некоторые исследовательские группы продемонстрировали, что неметаллические поверхности, такие как оксиды переходных металлов (WO3, TiO2, Cu2О, МоО3, ZnO и др.) может служить потенциальным кандидатом на Рамановская спектроскопия с усилением поверхности подложки и их характеристики могут быть сопоставимы или даже выше, чем у обычно используемых элементов из благородных металлов.[12][13] Для этого приложения есть два основных механизма. Во-первых, усиление рамановского сигнала регулировалось переносом заряда между молекулами красителя и подложкой WO.3 материалы.[14] Другой - использовать электрическую настройку плотности дефектов в WO3 материалов с помощью контроля тока утечки оксидов, чтобы модулировать коэффициент усиления эффекта SERS. [15]
Рекомендации
- ^ а б c Патнаик, Прадёт (2003). Справочник неорганических химических соединений. Макгроу-Хилл. ISBN 978-0-07-049439-8. Получено 2009-06-06.
- ^ а б c d Ласснер, Эрик и Вольф-Дитер Шуберт (1999). Вольфрам: свойства, химия, технология элемента, сплавы и химические соединения. Нью-Йорк: Kluwer Academic. ISBN 978-0-306-45053-2.
- ^ Х. А. Вридт: Система O-W (кислород-вольфрам). В: Бюллетень фазовых диаграмм сплавов. 10, 1989, с. 368, Дои:10.1007 / BF02877593.
- ^ «Триоксид вольфрама». Индекс Merck Том 14, 2006.
- ^ Дэвид Уильямс и др., «Моделирование отклика полупроводника из оксида вольфрама в качестве газового сенсора для измерения содержания озона», Meas. Sci. Technol. 13 923, г. Дои:10.1088/0957-0233/13/6/314
- ^ Lee, W. J .; Fang, Y.K .; Хо, Джих-Иер; Hsieh, W. T .; Тинг, С. Ф .; Хуанг, Даоян; Хо, Фанг С. (2000). «Влияние поверхностной пористости на электрохромные характеристики пленок триоксида вольфрама (WO3)». Журнал электронных материалов. 29 (2): 183–187. Дои:10.1007 / s11664-000-0139-8.
- ^ К.Дж. Патель 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)
- ^ Разработка высокоэффективного фотокатализатора с поверхностной обработкой цезием. В архиве 2010-05-20 на Wayback Machine
- ^ Karácsonyi, É .; Baia, L .; Домби, А .; Danciu, V .; Mogyorósi, K .; Pop, L.C .; 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. Дои:10.1016 / j.cattod.2012.09.038.
- ^ Секели И. и др. Синтез WO с заданной формой3 микро- / нанокристаллы и фотокаталитическая активность WO3/ TiO2 композиты (2016) Материалы, 9 (4).
- ^ Baia, L., et al. Приготовление TiO2/ WO3 композитные фотокатализаторы путем регулировки заряда поверхности полупроводников (2016) Материаловедение в обработке полупроводников, 42, стр. 66-71
- ^ Г. Оу (2018). "Настройка дефектов оксидов при комнатной температуре восстановлением лития". Nature Communications. 9 (1302): 1302. Дои:10.1038 / s41467-018-03765-0. ЧВК 5882908. PMID 29615620.
- ^ С. Херст (2011). «Использование химического усиления комбинационного рассеяния света: путь к биодетекции на основе оксида металла». Журнал физической химии C. 115 (3): 620–630. Дои:10.1021 / jp1096162.
- ^ 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». Письма в Журнал физической химии. 9 (14): 4096–4100. Дои:10.1021 / acs.jpclett.8b01624. PMID 29979872.
- ^ К. Чжоу (2019). «Электрическая настройка улучшения SERS за счет точного контроля плотности дефектов» (PDF). Прикладные материалы и интерфейсы ACS. 11 (37): 34091–34099. Дои:10.1021 / acsami.9b10856. PMID 31433618.