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。