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三氧化钨的制备方法工业中的应用

更新时间:2017-08-22浏览:3533次
   三氧化钨的制备方法工业中的应用
  
  三氧化钨(化学式:WO3)是钨(VI)的氧化物,是从钨矿制取单质钨工业的重要中间体。该冶炼过程涉及两步:*步用碱处理钨矿,制得WO3,然后用碳或氢气还原三氧化钨,得到金属钨:
  
  WO3+3H2→W+3H2O
  
  2WO3+3C→2W+3CO2
  
  三氧化钨制备
  
  三氧化钨可由很多方法制备:
  
  先用钨酸钙与盐酸反应生成钨酸沉淀,然后钨酸高温分解成为三氧化钨和水。
  
  CaWO4+2HCl→CaCl2+H2WO4
  
  H2WO4→H2O+WO3
  
  氧化剂存在下,仲钨酸铵热分解:
  
  (NH4)10[H2W12O42]·4H2O→12WO3+10NH3+11H2O
  
  三氧化钨用途
  
  除制取金属钨外,黄色的三氧化钨也可作为颜料,用在陶瓷和涂料中,使用红外线的非接触式车窗控制系统(Smartwindows)中,也应用了三氧化钨。
  
  三氧化钨的理想晶体结构属于Re03型,与钙钦矿ABO3结构非常相似,只是W原子占据着B的位置,而A位置空置。从单纯的化学计量比来看,三氧化钨中W:O为1:3,其理想晶体结构可以看成由一个处在中心的W原子和围绕在W原子周围的六个。原子组成的钨氧八面体[W06]经过共顶连接而成,八面体之间有许多空隙,形成了各种通道。其晶体结构示意图如图1.2所示。+6是W中zui高的价态,除此之外,还有+2,+3,+4,+5价。实际中的三氧化钨无法满足严格的化学计量比,非化学计量的WO3为N型半导体,通常以W03-x(x=0-1)表示。三氧化钨在一40~740℃温度范围内具有不同的结构相变,这些不同的结构相变不是钨原子和氧原子的重组,而是在原有理想晶体结构上由钨原子发生畸变和扭曲所致。随着温度的升高,三氧化钨发生的相变顺序为:低温单斜(β一W03)三斜(α-W03)室温单斜(y-W03)正交相(β一W03)和四方相(α-W03)。同时也存在六方相的三氧化钨晶相。
  
  
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