高纯纳米紫色氧化钨

高纯纳米紫色氧化钨可以采用钨氧化物WOx(2≤x≤3)为原料制备得到。

以钨氧化物WOx(2≤x≤3)为原料,或以制备过程中和/或产物中存在的WOx为原料时,通过进气口引入NH3和/或H2,并根据WOx的不同而选择是否通入水蒸气。如果有引入NH3,高温下NH3会在WOx催化作用下发生式(1)中反应:

2NH3=N2+3H2(1)

1.如果WOx包含有WO3。当反应温度升高到500℃以上时,WO3会与引入的H2发生式(2)中的还原反应:

WO3+0.1H2=WO2.9+0.1H2O(2)

反应温度继续升高到600℃以上时,式(2)中的反应产物WO2.9会与引入的H2发生式(3)中的还原反应。

2.如果WOx包含有WO2.9。当反应温度继续升高到600℃以上时,WO2.9会与引入的H2发生式(2)中的还原反应:

WO2.9+0.18H2=WO2.72+0.18H2O(3)

在式(2)和式(3)中均有水蒸气产生,如果式(2)和/或式(3)反应产生的水蒸气量不足时,通过进气口引入水蒸气。高温下式(2)和/或式(3)反应产生的水蒸气和/或引入的水蒸气可以与WOx发生可逆反应:

WOx+(4-x)H2O⇌WO2(OH)2+(3-x)H2(4)

通过水合氧化钨WO2(OH)2气相迁移,可以使在式(3)中形成的紫色氧化钨晶核长大成针状紫色氧化钨晶体。在WO2(OH)2气体分压和温度适合的情况下,这种紫色氧化钨针状晶体的直径小于100nm。

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