納米紫色氧化鎢可以採(cǎi)用仲鎢酸銨5(NH4)2O?12WO3?5H2O為原料製備得到。
1.當(dāng)仲鎢酸銨被加熱到400℃以上時(shí),發(fā)生式(1)中反應(yīng):
5(NH4)2O?12WO3?5H2O=12WO3+10NH3+10H2O(1)
式(1)中的反應(yīng)產(chǎn)物NH3或者其他方式引入的NH3會(huì)在鎢氧化物WOx(2≤x≤3)催化作用下發(fā)生式(2)中反應(yīng),生成還原性氣體氫氣H2。
2NH3=N2+3H2(2)
2.當(dāng)反應(yīng)溫度升高到500℃以上時(shí),式(1)中的反應(yīng)產(chǎn)物WO3會(huì)與式(2)中的反應(yīng)產(chǎn)物H2和/或其他方式引入的H2發(fā)生式(3)中的還原反應(yīng):
WO3+0.1H2=WO2.9+0.1H2O(3)
3.反應(yīng)溫度繼續(xù)升高到600℃以上時(shí),式(3)中的反應(yīng)產(chǎn)物WO2.9會(huì)與式(1)中的反應(yīng)產(chǎn)物H2和/或其他方式引入的H2發(fā)生式(4)中的還原反應(yīng):
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(chǎn)生,高溫下水蒸氣可以與鎢氧化物WOx(2≤x≤3)發(fā)生可逆反應(yīng),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(guò)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(zhǎng)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針狀晶體的直徑小於100nm,屬於納米材料。
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