氧化鎢及其衍生物的應用

氧化鎢（WO₃）及其衍生物在許多領域擁有不同的應用。氧化鎢，也被稱為鎢酸酐，是一種含有氧和過渡金屬鎢的化學化合物。它是作為從礦物中回收鎢的一種中間物而獲得的。為了製備鎢，鎢礦與各種鹼性物質及其他原料內容進行處理，通過各種工藝產生無水的WO₃。進一步用碳和氫還原這種WO₃，以獲得純金屬鎢。WO₃是一種固有的n型塊狀半導體；由於金屬過量，產生了氧空位，所以出現了化學計量行為。

（圖片來源：Shan Cong et al./AdvancedMaterials）

在n型金屬氧化物的情況下，電子通過傳導帶（形成帶隙）來自電離的供體，介面上的電荷載流子密度因此減少，並形成了電荷傳輸的潛在障礙，以減少各種應用的帶隙能量。WO₃（VI）以水合物的形式自然存在，包括鎢的礦物清單如下：鎢礦WO₃-H₂O，麥飯石WO₃-2H₂O和氫鎢礦（H₂WO₄）。

關於WO₃，Abraham Wolcott等報告了用聚乙二醇（PEG）作為表面調節劑的濕化學途徑合成超薄WO₃納米盤。他們報告的納米盤結構是基於非離子的10000克/摩爾PEG分子與鎢氧陰離子前體的相互作用。

WO₃納米盤的大平面面積和高長寬比在PEC電池中具有潛在的作用。據報導，使用PEG-10000作為表面調節劑，優先吸附在(010)晶面上，從而抑制晶體生長，與其他研究相比，納米盤的形成受PEG和WO₃.2H2O前體之間相互作用的關鍵影響，進而形成球形納米顆粒。Taylor等通過溶膠-凝膠法在銦錫氧化物（ITO）塗層的矽酸鈉基片上合成了半微米厚的WO₃薄膜，他們的研究顯示：通過鐳射燒制溶膠-凝膠衍生的WO₃薄膜，可以製成具有良好性能的電色譜窗。Guan Wang等利用電紡技術和溶膠-凝膠化學成功地展示了WO₃納米纖維的製造和特徵。

（圖片來源：Shan Cong et al./AdvancedMaterials）

研究人員認為電紡氧化鎢納米纖維有可能作為氣體檢測的感測器材料應用。通過逆向微乳介導的合成方法合成了具有可控細微性和結構的超細鎢和WO₃粉末，說明了其在催化、電子、照明、氣體感測器等不同領域的有趣應用。

參考資料：V Hariharan, B Gnanavel, R Sathiyapriya, V Aroulmoji. 關於氧化鎢(WO3)及其衍生物在感測器應用中的回顧. International journal of advanced Science and Engineering, Mahendra Publications, 2019, 5, pp.1163 - 1168. ff10.29294/ijase.5.4.2019.1163-1168ff. ffhal-03093589

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