三氧化鎢的制備方法工業中的應用

　　

　　三氧化鎢（化學式：WO3）是鎢(VI)的氧化物，是從鎢礦制取單質鎢工業的重要中間體。該冶煉過程涉及兩步：*步用堿處理鎢礦，制得WO3，然后用碳或氫氣還原三氧化鎢，得到金屬鎢：

　　

　　WO3+3H2→W+3H2O

　　

　　2WO3+3C→2W+3CO2

　　

　　三氧化鎢制備

　　

　　三氧化鎢可由很多方法制備：

　　

　　先用鎢酸鈣與鹽酸反應生成鎢酸沉淀，然后鎢酸高溫分解成為三氧化鎢和水。

　　

　　CaWO4+2HCl→CaCl2+H2WO4

　　

　　H2WO4→H2O+WO3

　　

　　氧化劑存在下，仲鎢酸銨熱分解：

　　

　　(NH4)10[H2W12O42]·4H2O→12WO3+10NH3+11H2O

　　

　　三氧化鎢用途

　　

　　除制取金屬鎢外，黃色的三氧化鎢也可作為顏料，用在陶瓷和涂料中，使用紅外線的非接觸式車窗控制系統（Smartwindows）中，也應用了三氧化鎢。

　　

　　三氧化鎢的理想晶體結構屬于Re03型，與鈣欽礦ABO3結構非常相似，只是W原子占據著B的位置，而A位置空置。從單純的化學計量比來看，三氧化鎢中W:O為1:3，其理想晶體結構可以看成由一個處在中心的W原子和圍繞在W原子周圍的六個。原子組成的鎢氧八面體[W06]經過共頂連接而成，八面體之間有許多空隙，形成了各種通道。其晶體結構示意圖如圖1.2所示。+6是W中zui高的價態，除此之外，還有+2,+3,+4,+5價。實際中的三氧化鎢無法滿足嚴格的化學計量比，非化學計量的WO3為N型半導體，通常以W03-x(x=0-1)表示。三氧化鎢在一40~740℃溫度范圍內具有不同的結構相變，這些不同的結構相變不是鎢原子和氧原子的重組，而是在原有理想晶體結構上由鎢原子發生畸變和扭曲所致。隨著溫度的升高，三氧化鎢發生的相變順序為:低溫單斜(β一W03)三斜(α-W03)室溫單斜(y-W03)正交相(β一W03)和四方相(α-W03)。同時也存在六方相的三氧化鎢晶相。