钨作为典型的过渡族金属元素，由于其外层电子构型，可以呈现多种不同价态：+2、+3、+4、+5、+6。其中以WO3最为稳定。随着结构中氧含量不同，颜色也会发生变化，如WO₃为淡黄色，W₂₀O₅₈（WO_2.9）为蓝色，W₁₈O₄₉（WO_2.7）为紫色，WO₂为棕褐色等。同一价态的WO₃又有不同的晶型，常见的有单斜晶型、三斜晶型和六方晶型。

随着半导体技术的发展，以金属氧化物半导体技术来制造摄像传感器技术(CIS:CMOS image sensor)已经成为新兴成像领域的主流工艺。而其中，金属薄膜以其具有良好的可见光反射传导性能，而被业界普遍采用其作为入射光的反射或者隔绝层。

催化剂被广泛应用于石油炼制与化工行业，现代化工生产中约有80％的反应离不开相应的催化剂。全世界每年消耗的催化剂数量约为80万吨(不包括烷基化用的硫酸和氢氟酸催化剂)，催化剂中通常含有铝硅载体，如钨、钼、钴、钒、镍等稀有金属，废催化剂作为二次资源，开展废催化剂的综合回收，不仅有利于减少环境污染，实现资源的循环利用，而且有利于催化剂生产企业降低生产成本，提高技术服务水平和产品市场竞争力。

高强、高韧、高硬、轻质、耐高温、耐腐蚀磨损是高性能结构材料的主要发展方向。 钨以其优异的耐高温，高强度硬度等特性在许多领域都是不可替代的关键材料，尤其在国防军工、航空航天领域中更有其特殊的地位。

杂多酸也称多金属氧簇，是一类由氧原子桥接金属原子形成的金属-氧簇化合物。 杂多酸具有良好的催化性能，是高效的双功能催化剂。不仅具有酸性，又有氧化还原性，在固相催化反应中，极性分子可以透过表面进入催化剂的体相，使整个体相成为催化反应场所的“假液相”。所以杂多酸可以用在均相或者非均相催化环境，也可以和相转移催化剂共同使用。

在机机械工业中，采用铁基或镍基合金制作的发动机压气机的前、后机匣，在使用过程中，前后机匣的对接处处于振动状态，并容易发生冲击磨损，原有的耐磨涂层由于硬度较低、韧性较差， 在磨损一段时间后发生损坏，使前后机匣的寿命缩短，因此，制备一种高耐磨性能的涂层，解决磨损，延长使用寿命是目前急需解决的问题。

碳化钨为黑色六方晶体，具有很高的硬度，与金刚石相近。纯的碳化钨易碎，若掺入少量钛、钴或铝等金属，就能减少脆性。因此在碳化钨中添加其他金属从而改善其性能的研究成为一种趋势。

烃类的高选择性氧化是二十一世纪最重要的任务之一，烯烃化合物 在温和条件下的催化环氧化反应一直是精细化工领域中的研究重点。氯醇法和共氧化法是目前工业生产环氧化物的主要方法，但前者因 在生产过程中产生大量的含卤废水，环境污染严重；后者因产生等摩尔量的 联产品，其经济效益明显受市场因素制约。

纳米结构材料具有独特的物理学、化学、电学、磁学和力学性质在填充材料、药物传输、催化等领域具有潜在的应用前景。已有的研究表明，过渡金属的二硫化物具有独特的性质，它们可以作为光敏材料、催化剂、润滑剂、高能量电池的阴极材料等。

机动车尾气排放物中含有大量的氮氧化物，它不仅会引起酸雨，光化学烟雾等环 境问题，还会严重威胁人体健康，因此如何高效去除氮氧化物已经成为一个重要课题。