【生産原理】

 

紫色酸化タングステンの生産は、一般的にパラタングステン酸アンモニウムを原料として、産業ロータリー竹ストーブで一定の条件の下で（例えば、アクセスNH3など）焼成する。H2はNH3を分解するので、APTのヒンジをベース軽度APT還元雰囲気下での焼成、徐々に分解し、紫タングステン酸化物還元を生成する。

 

化学反応方程式：

3[5(NH4)2O·12WO3·5H2O]=2w18O49+40H2O+35H2+15N2

 

 

【特性】

パープル酸化タングステンの外観は一般に浅いパープル或いはブルーパープルである。主な成分及び物性検測データは以下のよう：

 

W18O19含量%：>,97

酸素指数WOx：≦2,72

比表面M2/g：1,5~3,0

松装密度g/cm3：1.9~2.3[4]

 

 

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【改新結果】

１、ビスマスを添加した酸化タングテンの耐アルカリ性

・ビスマスの添加（含侵法）により耐アルカリ性が向上（無添加ではアルカリに完全溶解）

・最初のアルカリ浸漬に溶け残ったものは再度のアルカリ浸漬に対してほぼ安定

・ビスマスの添加量が少ない場合（モル比 ０．０１）も最初に溶け残ったものは安定

 

結論：強いアルカリ性の環境でも安定な酸化タングテンを得ることに成功

 

２、ビスマスを添加した酸化タングテンの光触媒活性（有機物の完全分解）

・可視光照射でアセトアルデヒドを完全分解

・ビスマス添加（含侵法） モル比 ０．０１

　　　アルカリ浸漬前は無添加の場合より向上

　　　アルカリ浸漬後も無添加の場合とほぼ同じ

・ビスマス添加（含侵法） モル比 ０．１

　　　アルカリ浸漬前後とも無添加の場合とほぼ同じ

結論：使用する環境に対応して添加量により制御することが可能

 

３、ビスマスを添加した酸化タングステンの抗かび性

・酸化タングステン薄膜を様々な濃度の硝酸ビスマスの硝酸水溶液に浸漬してビスマスを常温吸着

・JIS R 1705により抗かび性を評価（0.8mW/cm2のブラックライト照射下） → かびの胞子

・ビスマスを添加した時の抗かび活性値 平均 1.7

・ビスマスの常温吸着による抗かび性の向上

・ΔRが大きい傾向→光触媒作用による寄与が大きい

 

４、ビスマスを添加した酸化タングステンの抗菌性

・酸化タングステン薄膜を様々な濃度の硝酸ビスマスの硝酸水溶液に浸漬してビスマスを常温吸着

・ JIS R 1702（フィルム密着法）により抗菌性を評価（紫外線照射 0.01mW/cm2 4時間）

・ビスマスを添加した時の抗菌活性値 平均 2.0

・ビスマスの常温吸着による抗菌性の向上

・ΔRが小さい傾向→光触媒作用による寄与が小さい

 

５、ビスマスを添加した酸化タングステンの超親水性

・酸化タングステン薄膜に含侵法でビスマスを添加

・JISR1703-1に準拠した方法で超親水化性を評価

・酸化タングステン薄膜にオレイン酸を塗布可視光（10000lx）を照射して水接触角の変化を測定

・３４時間後には水接触角が4.8°に低下（水接触角 5 °以下を達成）

 

 

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【存在する問題点】

酸化タングステンはアルカリ性の洗剤・カビ除去剤等に曝露する環境では使用が困難。（流し台・浴室・洗面台・トイレなど）

 

【改新目標】

酸化タングステンの光触媒活性を向上または十分に保持した状態で耐アルカリ性を著しく向上させる。

 

【改新手段】

特定の金属元素（ビスマス）を添加する。

 

・添加する金属元素ではビスマスが最も効果的

・多数の金属元素について探索した結果→ほぼ最適化完（おそらく最適な元素）

・添加が容易（多様な方法が可能）→様々な形状（粉末・薄膜・液体等）に適用可

・用途に応じて容易に添加量を調節可能

 

 

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酸化タングステン膜変色はリチウムイオン挿入し、タングステン酸化膜におけるWO6の八面体対称性が不平均変化し、リチウムイオンの能級は不均一分割される。そうすると、酸化タングステン膜は可視光吸収できる。位置インターフェイスリチウムイオンは、変色時間に重要な影響を与える。

 

酸化タングステンの多結晶とアモルファス構造は、エレクトロクロミック特性を有している。変色効果は、粒径が減少して増強される。 MxWO3（着色状態）→WO3（脱色状態）+ xMと++ xe-用電解質導体中のアルカリ金属イオンの漂白剤、色の変化の反応で着色することができる。

 

多結晶の酸化タングステン膜の変調範囲は赤外領域で、アモルファス膜の変調範囲は可視および近赤外領域の内である。漂白状態が透明状態で、着色状態は青色の状態である。スパッタリング、化学蒸着法で製造できる。常に、スマート窓材や大画面表示に使われる。。

 

 

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WO3ナノ材料は製備方法はたくさんあるが、膜層結構、性能及びドーピングなどと密な関係がある。そうすると、もっと経済的適用的な工芸の発展はかなり需要する。

 

ゾルゲル法で製備した膜は低コストで、簡単に操作である。他に、膜結構の多様化と制御可能化を実現られて、最も良い工芸の選択とモデルの建立に有利し、最も競争力がある。

 

しかし、工業生産要求と実用目的を達されば、もっと続いで基礎研究を強くし、各分野の交流と合作を拡大し、性能を改善し、できるだけ早く工業生産に応用すべきである。

 

 

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【センサーでの応用】

 

過去に、WO3膜は気体センサーとする時、主に電圧抵抗の変化程度で気体濃度を確定し、半導体センサーに属する。応用時は電圧、加熱すべきで、よく電磁干渉しやすい。構造が複雑であり、大型であるため、ガスのこのタイプのアプリケーションセンサーは偉大な制限がある。光ファイバセンサは、良好な耐腐食性、強力な抗電磁干渉性、高感度、長い距離、等の容易性を有しているが、この方法のWO3膜を成膜する一般良好な性能は、繊維上に直接形成することは困難である。現在あった様々な方法で、ゾル - ゲル法は、成膜方法で一つの光ファイバに適している。だから、WO3膜で製備した敏感な光ファイバ水素センサは偉大な学術的意義と幅広いアプリケーションの見通しを持つ。

 

【他の用途】

 

電子を追加したときWO3は通常に陽イオンの埋め込みとともに目覚しい暗伝導度になる。このストレージ容量の半導体WO3カチオン、安定化低級酸化状態の金属が、一方、それはまた、二次電池（16）の製造に適したこれらの材料を行う機能である。

 

WOも硬質合金材料（タングステン粉末、タングステン線、タングステンバンド、タングステン電極、粉末冶金、切削工具、金型など）、高温透明材料着色、誘電体及び圧電セラミック部品の製造にも使用することができる。

 

他に、高品位セラミック顔料成分、溶融塩電解マンガンアノードコーティング、粉体塗装活性化イオンスパッタリング、X線スクリーンは、カラー表示管板ガラス、合わせた防火布と難燃性ポリマー材料にも活用される。

 

 

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【気敏変色、気敏材料での応用】

 

W03は典型的な电致变色材料であるとともに、常用な気敏材料であり、近年以来開発された優良な気敏特性と気致変色特性の半導体材料である。超音波噴霧熱分解変換法で取った粉末は細かくて、比表面積が大きいから、極面効果、体積効果及び量子効果は良い気敏特性を表す。W03は水素とアルカリ金属イオンを反応られる。Ptに接するWO3気敏件は空気で絶縁するから、消耗した電量は微小で、特に、水素暴露をモニターに適する。

 

【触媒活性材料での応用】

 

WO3は重要な触媒活性材料である。 WO3は、プライマリ触媒として優れた触媒性能を有しており、多くのプロパティのための共触媒反応WO3効率的な選択肢として使用られる。

 

研究では、純粋なWO3は金属の性質欠如するから、何かの触媒機能もない。一般的に、純粋なWO3成分組分を還元し、触媒特性を改善するために有効成分のドーピング添加又は変更して、触媒機能を向上する。

 

 

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【電致変色での応用】

 

エレクトロクロミック材料は、可視光の色の影響を吸収することにより発生する電界の影響下で起こるを意味する。 WO 3は、最初の何の研究エレクトロクロミック材料の材料ではありません。

 

電致変色は電場の影響で、材料は可逆電気化学反応して生まれた可視光を吸収する状況。WO3は無機電致変色材料で最も早く研究される材料である。

 

電致変色材料は可逆性があり、電圧と電流の制御の下その光学特性を変えることができる。

 

W03とH+またはLi+ときは、一緒に灰青色を示し、光のタングステン酸化物の吸収と反射を低減電子を吸収する。

 

WO3膜は低電圧デバイス、ガスセンサー、宇宙船の反射防止コーティングおよび赤外線放射調整や他の分野に広く応用される。

 

特に最近の数十年で、W03電致変色材料は太陽能器件での広範的な応用は大きいポテンシャルを持って、自動車の研究と制御可能な太陽のウィンドウに焦点を当てる。

 

 

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【気相法】

 

気相法は直接気体或いは様々な手段で物質を気体になされ、気体状態で物理反応或いは化学反応を生まれ、最後に、冷却中大きくなってナノ微粒になる方法である。

 

【超音波噴霧熱分解変換法】

 

まずH2WO4を一定の割合で、アンモニアを含むアルカリ性水溶液中に溶解し、80`Cまで加熱する。保温20分のあと、超音波噴霧熱分解変換し、WO 3粉末を直接調製できる。

 

調製法：溶液の調製～超音波噴霧熱分解変換〜剪断粉砕真空乾燥～真空乾燥。

 

熱変換粒径によって得られた超音波噴霧粉末は、大きな表面積が非常に小さく、それは水を容易に吸収することができるので、得られた粉末と剪断湯を噴霧する前に粉末を真空表面に吸着した水を除去するために乾燥されるべきで粉砕した。だから、この方法は、特定の危険性がある。

 

 

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【固相法】

 

固相反応は、通常、所望の生成物の最終的な合成、および超粉末、または再度粉砕した超微細粉末のその後焼成温度固相反応により、原料の混合比、セラミック材料を製造するための基本的な手段である。100runW03粉。

 

超微粒子の固相分解プロセスの準備、簡単なものの、しかし、分解プロセスは、環境汚染を引き起こして、いくつかの有毒ガスを生成することが容易であり、得られた粉末は、再び増加コストを破砕するために、参加するのは簡単だった。

 

【液相法】

 

液体製剤ナノ粒子の共通特徴は、様々な方法を介して、それにより熱分解した後、得られた前駆体粉末を得るために必要な溶質粒子の特定の形状およびサイズを形成する。

 

液体成核、二つ成長階段は簿膜、粒子、ウィスカーなどの固体相法するなら、正確に製品組成および粒子のサイズを支配できる。主に沈殿、熱水法、マイクロエマルジョン法、ゾル - ゲル法など分ける。

 

 

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