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納米紫色氧化鎢

納米紫色氧化鎢可以采用仲鎢酸銨5(NH4)2O?12WO3?5H2O為原料制備得到。

1.當仲鎢酸銨被加熱到400℃以上時,發生式(1)中反應:
5(NH4)2O?12WO3?5H2O=12WO3+10NH3+10H2O(1)

式(1)中的反應產物NH3或者其他方式引入的NH3會在鎢氧化物WOx(2≤x≤3)催化作用下發生式(2)中反應,生成還原性氣體氫氣H2。
2NH3=N2+3H2(2)

2.當反應溫度升高到500℃以上時,式(1)中的反應產物WO3會與式(2)中的反應產物H2和/或其他方式引入的H2發生式(3)中的還原反應:
WO3+0.1H2=WO2.9+0.1H2O(3)

3.反應溫度繼續升高到600℃以上時,式(3)中的反應產物WO2.9會與式(1)中的反應產物H2和/或其他方式引入的H2發生式(4)中的還原反應:
WO2.9+0.18H2=WO2.72+0.18H2O(4)

4.在式(1)、式(3)和式(4)中均有水蒸氣H2O產生,高溫下水蒸氣可以與鎢氧化物WOx(2≤x≤3)發生可逆反應,生成水合氧化鎢WO2(OH)2:
WOx+(4-x)H2O?WO2(OH)2+(3-x)H2(5)

水合氧化鎢WO2(OH)2在高溫下是一種氣體。通過WO2(OH)2氣相遷移,可以使在式(4)中形成的紫色氧化鎢WO2.72晶核長大成針狀紫色氧化鎢WO2.72晶體。在WO2(OH)2氣體分壓和溫度適合的情況下,這種紫色氧化鎢WO2.72針狀晶體的直徑小于100nm,屬于納米材料。

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