【化学性質】

 

生成熱134千カロリー/モル、1050℃で発揮やすい。

 

水、アルカリ溶液、塩酸溶液及び浅い硫酸に溶解できないが、H2SO4に溶けられる。赤い塩を生成する。他に、よく硝酸に酸化されて、高価酸化タングステンになりやすい。

 

惰性気体でよく岐化されて、金属タングステンと三酸化タングステンに生成できる。N2気流の中で、1500～1600℃まで加熱されると、融解とともに分解られる。高温で、H2還元されて金属タングステンになれる。

 

900℃の時、45%～60%の水気で安定する。

 

40%～55%の水素でも安定する。

 

575～600℃の時、水素還元して三酸化タングステンを生成できる。あるいは、金属タングステンと三酸化タングステンを反応して製造できる。

 

二酸化タングステンは空気ですぐ三酸化タングステンに酸化され、酸化窒素で500℃まで加熱されれば、ブルー酸化物になれる。

 

1020℃の時、二酸化タングステンに入れれば、炭に還元されて金属タングステンになれる。

 

250~300℃の時、水素或いは酸化炭素に還元されて三酸化タングステンになれる。また、空気で、三酸化タングステンを200~250℃まで加熱ヅルともパープル酸化タングステンを取れる。

 

 

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二酸化タングステンは褐色の斜めな粉末状単結晶であり、主にタングステン粉と三酸化タングステンの製造に活用される。

 

 

【物理性質】

 

密度：10.9~1.1g/cm³

 

溶点：1500~1600℃

 

沸点：1730℃

 

分子式：O2W

 

分子量：215.84

 

CAS登録番号：12036-22-5

 

危険品標示：Xi

 

危険類別番号：37

 

安全説明：26-36

 

WGK Germany：3

 

CBNumber：CB5421675

 

MOL File：12036-22-5.mol

 

 

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【電解】

 

このような電解質の組成および濃度、温度、及び電流密度のような適切な条件を選択することにより、多くの金属は、スポンジまたは粉末状態記憶することができる。

 

さらなる処理、洗浄、乾燥、還元、アニーリングおよび粉砕は、最終的に高純度、高密度の粉末を生成するために、多くの場合には必要とされる。

 

銅は電解した金属原料であるが、鉄、クロム、マグネシウム粉末もこのように製造られる。 その関連するエネルギーコストは高くて、この方法が一般的に、導電率の高い銅などの高価値電解粉末らに限定されている。

 

 

【化学方法】

 

最も一般的な化学粉末扱いは、溶液の中で酸化還元、沈殿、熱分解を含む。

 

生産した粉末の性能は広く変化するが、粉末粒のサイズおよび形状がほぼ同じである。粒子上の多数の孔があるので酸化還元粉末は、「スポンジ」形状になる傾向がある。溶液の沈殿した粉末は粒子サイズ分布が狭くて、純度が高い。

 

熱分解は、最も一般的に金属カルボニルの治療のために使用される。これらの粉末は、粉砕し、アニール後、純度が99.5％を超える。

 

 

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主に四つステップに分ける：固体還元、噴霧化、電解及び化学方法。

 

【固体還元】

 

粉末還元工程では、選択された鉱石粉砕、物質（例：炭素）を還元混合、連続炉に移す。

炉内で反応してから、綿状な金属を残し、粉砕し、すべての非金属材料を分離し、粉末が生まれる。無精製プロセスので、粉末の純度は源材料で決められる。

不規則な海綿状粒で、ソフト、簡単に圧縮してから、良好な予備焼結（「グリーン」）強度を持つ。

 

【噴霧化】

 

このプロセスでは、溶融金属は小滴と分かれて、相互に、または固体接点と接触する前に急速に凍結する。

 

典型的には、溶融金属の薄膜の流れは気体または液体の高エネルギー衝突噴流による分解する。原則的に、全ての可溶融金属に適応し、金属鉄、銅、鋼、黄銅、青銅、アルミニウム、スズ、鉛、亜鉛、カドミウムなどの低融点金属の商業生産のために使用される。また、選択された状況で、タングステン、チタン、レニウム、および他の高融点材料にも適応可能である。

 

 

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【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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