纳米紫色氧化钨

纳米紫色氧化钨可以采用仲钨酸铵5(NH4)2O•12WO3•5H2O为原料制备得到。

1.当仲钨酸铵被加热到400℃以上时,发生式(1)中反应:
5(NH4)2O•12WO3•5H2O=12WO3+10NH3+10H2O(1)

式(1)中的反应产物NH3或者其他方式引入的NH3会在钨氧化物WOx(2≤x≤3)催化作用下发生式(2)中反应,生成还原性气体氢气H2。
2NH3=N2+3H2(2)

2.当反应温度升高到500℃以上时,式(1)中的反应产物WO3会与式(2)中的反应产物H2和/或其他方式引入的H2发生式(3)中的还原反应:
WO3+0.1H2=WO2.9+0.1H2O(3)

3.反应温度继续升高到600℃以上时,式(3)中的反应产物WO2.9会与式(1)中的反应产物H2和/或其他方式引入的H2发生式(4)中的还原反应:
WO2.9+0.18H2=WO2.72+0.18H2O(4)

4.在式(1)、式(3)和式(4)中均有水蒸气H2O产生,高温下水蒸气可以与钨氧化物WOx(2≤x≤3)发生可逆反应,生成水合氧化钨WO2(OH)2:
WOx+(4-x)H2O⇌WO2(OH)2+(3-x)H2(5)

水合氧化钨WO2(OH)2在高温下是一种气体。通过WO2(OH)2气相迁移,可以使在式(4)中形成的紫色氧化钨WO2.72晶核长大成针状紫色氧化钨WO2.72晶体。在WO2(OH)2气体分压和温度适合的情况下,这种紫色氧化钨WO2.72针状晶体的直径小于100nm,属于纳米材料。

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