气致变色与电致变色相近，这个过程涉及到电致变色元件（通常是一个金属氧化物，比如说三氧化钨）和氧化还原性气体（一般是氧气和氢气）的相互作用，产生可逆的颜色改变。气致变色技术主要用在制备灵巧调光窗和气敏传感器中（氧气、氢气、一氧化氮、硫化氢和一氧化碳等）。

在气致变色的机理研究方面，通过采用XRD衍射技术和Raman光谱技术分别研究了三氧化钨纳米线薄膜着色前后的晶体结构变化和W-O键震动模式的改变。经过实验发现，氢离子和电子的双注入模式会引起一个新的四方晶相的WO_3-x·H₂O的出现，同时导致了W-O键震动模式的明显变化。通过这些实验结果研究提出了氧空位和结构水分子共存于纳米线体内的气致变色机理模型。

在WO₃的WO₆六面体结构中，注入的H⁺会吸附在O₂附近，注入的e-填充到了WO₃的导带底的局域态中，导致W6⁺变成了W5⁺。在六面体结构中的6个氧都有可能吸收H⁺，一旦其中O吸附了H+,该W-O的作用将变弱，O更加活跃，容易再吸附1个H⁺形成1个结构水分子（H₂O）。在W-O弱化的同时，结构发生重构，W往O方向移动，导致W-O键长伸长和另一边W-O键长缩短。这时W-O作用能增强，不容易再吸附H⁺。在热或者光作用下，结构水分子容易脱落O的位子，从而产生一个氧空位。在这个模式中，所涉及到W-O键长的伸缩变化较好地解释着色过程中Raman光谱的变化规律。

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电致变色材料，即通过给材料添加电场，使材料发生颜色的变化。电致变色机理较为复杂，三氧化钨（WO₃）是最早被发现的电致变色材料，并且也是最早被制成电致变色器件，但其变色原理却一直成为争议。研究者们通过对其变色性能进行研究，建立了多种模型来解释其变色机理，例如，色心模型、价间电荷迁移模型、极化模型、自由载流子模型等，但是这些模型都无法解释三氧化钨的电致变色机理。

尽管三氧化钨的电致变色机理仍然没有一种较为全面、能让所有研究者认可的说法或者模型来解释其机理，但是研究者早已经掌握了如何去应用三氧化钨的电致变色性能，而且已经有三氧化钨电致变色器件问世，并被应用于生活中的很多领域。

三氧化钨电致变色器件的结构。电致变色器件发展到现在出现过很多种不同的结构，虽然这些结构都能实现电致变色功能，但就目前而言能被研究者普遍接受，同时也是最典型的器件结构为三明治型的五层结构。如图为三明治型的五层结构的三氧化钨电致变色器件，上下两层为覆盖层，即普通透明玻璃，中间五层从上往下依次为透明导电层-电致变色层-离子导体层-离子存贮层-透明导电层。

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电流通过导体时，导体会发热，这种由电流产生的热，叫做电热，或者也可以理解为电热是由电产生的热量，把电能转化为内能的现象。利用电热原理可以制成各种电热器，例如电烙铁、电炉、电熨斗、电烤箱、热水器、电孵化箱等。

电热材料是一种新型能源材料，相对传统能源具有体积小、无噪音、无污染、寿命长等特点。热电材料能作为电能与热能转换的中介材料，只要材料两端存在电势差，材料中就会出现温差，而且这种电热转换是可逆。传统热电材料具有较高的ZT值(优值系数，系数越高热电转换效率越高)，而且具有成熟的制备工艺，已被广泛应用于热电发电与制冷装置中。研究者们逐渐发现一些新型的热电材料，虽然这些材料具有更高的ZT值，但是大部为具有毒性以及贵重元素组成分的金属合金，使用这些材料会加重环境的负担。

三氧化钨（WO₃）作为一种重要的高技术材料，在电致变色、光降解催化、气体检测等多领域具有广泛的应用潜力，同时WO₃是一种n型 热电材料。目前，热电材料研究现状为P型热电材料性能普遍优于n型材料，但是制作热电器件必需p型与n型相匹配。早期研究证明WO₃经过掺杂能使其热电性能得到提升，如果发现一种能显著改善WO₃热电性能的掺杂物以及最佳的工艺参数，则有可能将WO₃应用于热电材料领域。

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蓝宝石单晶是一种氧化铝（Al2O3）的单晶，它的光学穿透带很宽，从近紫外光（190nm）到中红外线都有很好的透光性，另外因其具有良好的光学性能、机械性能和稳定的化学性能，且强度高、硬度大、耐腐蚀，被广泛应用于军事、医学、电子及其他领域。而要生产性能优良的蓝宝石单晶蓝宝石单晶生长炉中的坩埚是一个重要的关键因素。具有高纯度、高密度、无内裂纹、尺寸精准、内外壁光洁等特征的坩埚对蓝宝石晶体生长过程中的引晶成功率、拉晶质量控制、脱晶粘锅以及使用寿命的延长都起到了关键的作用。钨坩埚具有高强度、高硬度且耐高温等特性被广泛应用于蓝宝石生长炉中。经实验发现，在蓝宝石单晶生长过程中产生的热应力集中的现象导致钨坩埚使用寿命短，因此许多科学家研究蓝宝石单晶生长过程中钨坩埚使用失效的影响因素发现，热应力是钨坩埚使用失效的主要原因。

热应力：钨坩埚在使用过程中受到了长期周期性加热、冷却作用，导致坩埚轴向和径向都存在温度梯度，且在晶体生长过程中产生的循环热震冲击坩埚产生了微裂纹。在长期循环使用过程中，微裂纹会不断扩展，到达一定程度后，导致坩埚报废。

经试验发现，最大热应力存在于坩埚与托盘结合处，在满足晶体生长条件下，减缓升温速度，较小温度梯度，增大托杆中间孔隙，改变托盘托杆材料等方法都可以减小热应力。

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钴-锌催化剂是目前广泛研究的钴基催化体系之一，有研究表明钴-锌费托合成法具有良好的应用前景。文章提出一种以仲钨酸铵为前躯体，经过沉淀、洗涤、破碎、负载金属等步骤，产物最终焙烧得到氧化锌负载钴催化剂。

实现步骤如下：
1.配制0.1-1.0M可溶性锌盐溶液（乙酸锌、硝酸锌等，溶剂用水或乙醇），配制氨水溶液作为沉淀剂，在pH=6.0-9.0，40-80°C条件下沉淀锌盐；
2.将滤饼洗涤至中性，先在80-120°C干燥，然后在300-500°C下焙烧3-5小时，所得样品破碎至200目以下；
3.按催化剂组成，将可溶性钨—仲钨酸铵作为前驱体，采用等体积法向步骤2所得样品负载钨；
4.按催化剂组成比例配制助剂金属硝酸盐与硝酸钴的混合溶液，采用等体积法向步骤3所得样品负载钴和助剂金属，经80-120°C干燥，300-500°C下焙烧3-5小时即得目标催化剂。

上述方法具有的优势在于：
钨改性氧化锌为载体，采用浸渍法制备负载钴催化剂，使得到的复合载体与钴物种保持适当的相互作用，钴物种分散性好、还原度高，从而实现低钴负载量催化剂催化下的高活性、选择性费托合成，并有效降低钴基催化剂生产成本。

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脱硝催化剂主要采用锐钛型纳米二氧化钛等作为活性载体，TiO₂-WO₃-SiO₂复合材料中由于TiO₂和WO₃的复合，改变了载体的结构和表面性质，也使三氧化钨在载体中分布更加均勻，改善了载体的加工性能，利于催化剂制备中的混料、挤出、干燥等过程，保证了催化剂制备较高的成品率。文章描述一种TiO₂-WO₃-SiO₂复合粉体的制备方法，具体步骤如下：

1.原料偏钛酸经打浆分散，调整二氧化钛浆液的质量浓度；
2.向浆液中分别加入仲钨酸铵和白炭黑；
3.加入氨水，调整pH值至5.5~8.5 ，目的是改善与三氧化钨的复合以及偏钛酸的煅烧性能，获得适量的酸位特性；
4.处理后得到的浆液过滤脱水，得到块状滤饼，其中二氧化钛质量分数控制在40%〜55%；
5.块状滤饼机械破碎，并于200°C〜380°C环境下干燥2.5小时，然后在380°C〜680°C煅烧4.5小时；
6.粉碎，制得所需的TiO₂-WO₃-SiO₂复合粉。

上述方法具有如下优点：
1）制造成本低、工艺简单；
2）制备得到的产品不仅具有使用寿命长、高比表面积、高表面化学活性、良好的加工性能，而且具有较高的机械强度和耐冲刷强度的优点。

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