中空多孔氧化钨球因具有比普通氧化钨更大的比表面积，其体积效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应显著，从而扩大了其应用领域，可作为太阳能吸收材料、隐形材料、光催化材料以及 NO_x、H₂S、NH₃等的气敏感材料。偏钨酸铵（AMT）是钨生产工业中重要的一种中间化合物，是生产氧化钨、钨粉及碳化钨等的良好原材料。

 

有研究以偏钨酸铵溶液或AMT和钨酸铵的混合溶液为原料，通过喷雾干燥法与热处理相结合的方式制备中空介孔氧化钨球，其工艺流程为：制备偏钨酸铵溶液或AMT和钨酸铵的混合溶液，浓度为200g/L，采用喷雾干燥法制备AMT或AMT和钨酸铵的混合物中空粉体，将此粉体放入电炉中，加热至400-1000℃，保温时间为15-180min，制得中空多孔氧化钨球。

特征如下：

1. AMT和钨酸铵的混合溶液浓度为200g/L，AMT与钨酸铵的质量比为4:1~1~4，热处理温度为400-1000°C，保温时间为15-180min；

2. 喷雾干燥法中采用偏钨酸铵配制的溶液，其浓度为200g/L，热处理温度为400~1000°C，保温时间为15~180min。因为，温度低于400°C，亚晶生长速度缓慢，多孔较难生成；但当温度高于1000°C，由于亚晶生长速度过快，对氧化钨纳米颗粒难以控制，容易得到颗粒粗大的氧化钨颗粒，减小其比表面积。保温时间低于15min，亚晶生长不完全；但当保温时间高于180min，就出现亚晶合并而导致氧化钨颗粒粗大。

六方相氧化钨球（hex-WO₃），即具有六方晶型结构的球状氧化钨，由于六方相氧化钨单晶具有空的六方空间隧道结构，其化合物中的W以W⁶⁺、W⁵⁺和W⁴⁺等混合价态存在，从而使化合物整体电荷平衡。这种独特的空间结构及特殊的价态使其具有良好光学效应和优异的电学性能，因此，六方相氧化钨被广泛应用于激光倍频、光学信号处理、超导材料、固体燃料电池等领域。

 

有研究以葡萄糖和偏钨酸铵（AMT）为原料，通过固相热分解法制备六方相氧化钨球，主要通过调节反应过程中的温度来控制产物氧化钨球的晶型和形貌。其步骤如下：

1. 根据一定的质量比称取偏钨酸铵和葡萄糖，优选AMT:葡萄糖的质量比为1:2.5；

2. 研磨偏钨酸铵和葡萄糖晶体至平均粒径为10nm~200μm，混合均匀后放入石英舟中；

3. 将石英舟放置在管式炉中，在惰性气氛下，采用程序控温，升温至850°C~900°C，烧结5~6小时，断电自然冷却，即可获得六方相氧化钨球粉末。

 

这种方法获得的六方相氧化钨球的球体大小在40μm~80μm之间，球体之间没有团聚现象；并且，氧化钨纳米棒有规则附着球体表面，其长度为1μm~5μm。这种固相热分解法具有使用原料（AMT和葡萄糖）少、成分简单、无污染、产品纯度高、工艺简单、周期短和设备易于操作、能耗小等优势，因而有利于工业化生产，同时为纳米材料的制备提供了一种新的途径。

碳化钨载铂催化剂是在碳化钨载体上有效负载细小和均匀并高度分散的纳米金属铂粒子，并发挥载体碳化钨和铂的协同效应，而形成的新型燃料电池催化剂。研究表明，碳化钨（WC）具有代替铂等贵金属催化剂的特性和良好的抗中毒能力，并证实对氢析出反应有一定的催化性能。

 

有研究指出一种高效析氢电极材料和燃料电池电催化剂即碳化钨载铂催化剂以及催化剂的制备方法，制备步骤如下：

1. 将质量比为1∶0.02～2的偏钨酸铵（AMT）和铂金属盐溶于蒸馏水，经充分混合后，配制成含偏钨酸铵2.5～50wt％的混合水溶液；

2. 将步骤1得到的混合水溶液导入喷雾干燥器中进行喷雾干燥，获得球形H₂WO₄/铂金属盐颗粒前驱体；

3. 将所得的球形H₂WO₄/铂金属盐颗粒前驱体在反应炉中进行焙解、还原碳化，待反应完毕，在惰性气体的保护下将产物冷却至室温，得到深灰色产品，即碳化钨载铂催化剂。其中金属铂和载体碳化钨的质量比为1～100:100，并且，碳化钨载体具有介孔结构空心球状的形貌特征。

 

碳化钨载铂催化剂发展背景：

1. 现有的铂族元素电催化剂虽然具有优异的电催化活性，但是价格昂贵；

2. 镍及其合金也被用于析氢材料，但它们的化学稳定性较差；

3. 燃料电池由于具有高能量、高效率、对环境友好等特点，有望成为未来最佳的清洁能源，从而备受关注。

在这样的大环境下，碳化钨载铂催化剂有望成为燃料电池的主流非贵金属催化剂。