銨鎢青銅納米粒子的製備方法

鎢青銅化合物是一類重要的無機化合物,此類化合物中鎢離子以W6+、W5+和W4+等混合價態存在從而使化合物整體電荷平衡。豐富的晶體結構、隧道結構和這種特殊的價態使其具有優異的性能,如電子和離子導電性、超導性、光學性能等,其在二次電池、電制變色、近紅外吸收和化學感測器等方面的應用引起廣泛的研究興趣。
 
目前,合成鎢青銅類化合物主要依賴於濕化學法、熱還原法和熱分解法。濕法化學合成銨鎢青銅主要是將起始原料在還原性溶劑中回流數天,此方法所得到的樣品粒徑過大,通常在幾個到幾十個微米之間,且製備過程時間長,能耗大。熱還原法則是將氧化鎢、金屬鎢粉末和金屬鎢酸鹽按適當比例均勻混合,然後在惰性氣氛或真空下加熱,反應溫度一般在1000℃左右,反應完成之後除去未反應的雜質。由於銨鎢青銅的熱穩定性差,分解溫度(300℃)低於合成溫度,因此熱還原法無法用於合成銨鎢青銅。熱分解法合成銨鎢青銅是將仲鎢酸銨在還原氣氛(H2或H2、Ar的混合氣體等)下加熱分解,除了所得樣品粒徑過大外,此方法還無法得到完全純相的銨鎢青銅,樣品中銨含量過低以及易過度分解為氧化鎢等缺點。
 
截止目前的研究還無法直接獲得純相的銨鎢青銅納米粉體,因此通常將所得到的微米級大顆粒通過球磨的方式破碎成小粒子,但是此類化合物在球磨過程中既容易被氧化而失活又容易分解,同時還伴隨著結晶性能下降等缺點。針對現有技術存在的上述問題,有學者提出了一種直接合成粒徑可控銨鎢青銅納米粉體的合成方法。
 
還原態銨鎢青銅納米粒子的製備方法,其特徵在於所述方法步驟如下: 將0.01〜1g六氯化鎢或四氯化鎢溶解於20〜40mL油酸溶液中,通過攪拌得到均勻溶液,然後加入4〜30mL油胺,混合至均勻,移至超臨界反應釜中,150〜350℃晶化反應0.5〜48小時,反應後將粉體樣品離心,洗滌,於40〜250℃真空乾燥1〜12小時,即獲得還原態銨鎢青銅納米粒子,銨基團在組成中摩爾分率在0.2〜0.3之間。此外,本發明所製備的樣品具有較強的近紅外線吸收能力,含有納米粒子的薄膜可以有效的遮罩掉780~2500nm的近紅外線並且保持對可見光的較高透過率。

銨鎢青銅結構
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