三氧化鎢製備：水熱合成法

三氧化鎢(WO3)是一種重要的n型半導體材料，它具有優越的光電性能，在太陽能電池、光電器件、光催化、感測器材料等領域有廣泛的應用前景。目前常用製備三氧化鎢的方法有多種選擇，其中水熱合成法是常見的一種。

一、水熱合成法的由來

說到水熱合成法就不得不提及水熱法，水熱法是19世紀中葉地質學家模擬自然界成礦作用而開始研究的。1900年後科學家們建立了水熱合成理論，此後又開始轉向功能材料的研究。目前用水熱法已製備出百餘種晶體。水熱法又稱熱液法，屬液相化學法的範疇，是指在密封的壓力容器中，以水為溶劑,在高溫高壓的條件下進行的化學反應。水熱反應依據反應類型的不同可分為水熱氧化、水熱還原、水熱沉澱、水熱合成、水熱水解、水熱結晶等。水熱合成法是製備三氧化鎢時常見的方法。

二、水熱合成法的原理

水熱合成法是指溫度為100-1000 ℃、壓力為1Mpa-1GPa 條件下利用水溶液中物質化學反應所進行合成的方法。在亞臨界和超臨界水熱條件下，由於反應處於分子水準，反應活性提高，因而水熱反應可以替代某些高溫固相反應。又由於水熱反應的均相成核及非均相成核機理與固相反應的擴散機制不同，因而可以創造出其它方法無法擁有的優點。

三、怎麼制取三氧化鎢

一般以鎢酸鈉為原料，在鎢酸鈉溶液中加入鹽酸酸化，並在130-200℃水熱反應1-5天，最終可以得到細微性分佈均勻的三氧化鎢。

四、水熱合成法的優缺點

優點: 

（1）可減少一般液相合成需要經過鍛燒轉化為氧化物的步驟，將金屬或其前驅物直接合成；

（2）能夠有效的控制粉體的粒徑、細微性分佈和形貌；

（3）可極大的降低甚至避免硬團聚的形成；

（4）製備的三氧化鎢粉體具有晶粒發育完整、細微性小、分佈均勻和分散性較好等特點。

缺點：

（1）安全性能差；

（2）密閉的容器中進行，無法觀察生長過程，不直觀；

（3）設備要求高（耐高溫高壓的鋼材，耐腐蝕的內襯）、技術難度大（溫壓控制嚴格）、成本高。

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