不同氧化钨之间的“兄弟”关系

古往今来,以“兄弟”相称的一般是有血缘关系的哥哥和弟弟,或是志同道合、意气相投的人。在动植物之间也存在这种关系,比如一母同胎或异胎的几只公狗崽,又如同花繁殖出的多株蒲公英,它们之间的关系都可以用“兄弟”来比拟,当然,因为蒲公英是雌雄同株,称它们为兄妹也不为过。那么,同一种化学品生产出来的多种物质,也有这种关系?

小编认为有,只是同母异父或同父异母而已。比如,由仲钨酸铵(APT)生产出来的黄色氧化钨(黄钨)、蓝色氧化钨(蓝钨)、紫色氧化钨(紫钨)和二氧化钨(褐钨),它们之间的关系也可以被认为是“兄弟”关系。

黄色氧化钨图片

仲钨酸铵((NH4)10W12O41·5H2O)在加热到250℃左右的情况下会失去部分氨和结晶水,然后升温到600℃以上会失去全部氨和结晶水,最后生产出黄色粉末即黄钨。另外,仲钨酸铵在加热和还原的共同作用下也会生产出蓝钨、紫钨和褐钨粉末。由此可知,APT是这些钨氧化物的“母亲”。

蓝色氧化钨图片

黄钨、蓝钨、紫钨和褐钨,它们是根据穿着颜色的不同来命名的。从遗传学的角度上来看,它们身上都携带着仲钨酸铵的“基因”,都是由钨和氧组成的一种化合物,常见的化学式分别为WO3、WO2.98、WO2.72和WO2,而年龄分别是W6+、W6+和W5+、W6+和W5+、W4+。值得一说的是,蓝钨和紫钨由于生产时间间隔非常短,所以年龄差不多,不过蓝钨中的正六价钨离子含量会更多一点。

紫色氧化钨图片

黄钨、蓝钨、紫钨和褐钨,它们四“兄弟”有着共同的特点,如都是颗粒细小的粉末,都遗传了APT的外观形貌,都具有电致变色、光致变色、声致变色、气敏性、氧化性等性质。但是,它们也有自己的个性,如黄钨长得较大,紫钨长得较小且奇怪(颗粒形貌均为针状或棒状);黄钨只有氧化性,而其他三个都具有氧化性和还原性的能力。

几种氧化钨团粒的扫描电镜低倍照片

几种氧化钨团粒的扫描电镜高倍照片

在才华方面,蓝钨、紫钨和褐钨虽然都可以应用于储能电池、隔热玻璃、气敏传感器和石油化工等行业中,但是它们的贡献各不相同,比如都用作锂离子电池电极材料的添加剂时,紫色氧化钨粉末的贡献可能会大一些,主要是归因于它具有较大的比表面积和中孔体积,能拥抱更多的带电锂离子。

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