【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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【電堆積法】

 

電堆積法は電解液の中で、電流を入れて電解し、作用電極表面でWO3膜を得ることができる。 他の方法により、装置しやすい、強い支配性の有利点があるが、成膜面積に影響されるから、成膜面積がより小さい。

 

【他の方法】

 

他に、WO3薄膜の製備方法は陽極酸化法、表面溶射、光化学、スクリーン印刷、低エネルギクラスタービーム蒸着法、湿式電気化学堆積法などある。

 

【概述】

 

上記の調製方法を概要した、安定してスパッタリング法は使いやすく、速く、膜の均一性やその他の特性を持つ。蒸着法でも利点速く、安定した、高純度の膜を有しているが、巨大な機器があり、表面溶射の高価な問題は、大面積のコーティングの均一性を確保することが困難である。ゾルゲル法は、低コスト、簡単な操作、および工業化支配できる。

 

このように、ゾル - ゲル法は、WO3膜製備の最も競争力がある方法になる。

 

 

 

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【ゾル - ゲル法】

 

ゾル - ゲル改変過程は液体の形で、非常に均一な分散系（液体溶液またはゲル）を化学的または物理的に処理された後、全体に固体分散系にクラス非常に均一であったシステムになる。ゾル - ゲル材料の製造は、簡単なプロセスで、低コスト、低温合成を持っている（より良い均一膜中に分布し、ドーピング物質を含む）の化学均質性の高い、素材形状の多様性などの特徴を備える。

 

現在、ゾル - ゲル法で、タングステン三酸化膜を作製する方法は一般的に以下のタイプを持っている：タングステン酸塩の酸性化法、タングステン粉末過酸化水素法、タングステン酸イオン交換法、アルコール食塩水タングステン法、タングステンキャッチ法などである。

 

単純な装置、簡単な操作上の利点を有するゾル - ゲル法は溶液pHの調整、溶体化熱処理温度および他のパラメータのすることによって、膜の微細構造をやすく制御されることができる。だから、大面積で、任意の形状の基板で塗布することができ、連続生産を実現しやすい。

 

また、効果的に良質のWO3膜を得るために、シュウ酸などの有機添加剤を添加することによって、亀裂の伝播を制御することができる。

 

 

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【スパッタリング法】

 

スパッタリングは、固体表面（ターゲット）、固体の原子（または分子）表面から放出され、基板や薄膜形成方法の表面上に堆積された高エネルギー粒子の衝撃を指し、それは、物理的気相成長法の一種である。

 

スパッタリングは、RFスパッタリング、マグネトロンスパッタリング、反応性スパッタリング、中間周波数スパッタリングおよびパルススパッタリング、バイアススパッタリング、イオンビームスパッタリング及びパルスレーザースパッタリング法、直流スパッタリングに分割される。

 

その間、マグネトロンスパッタリングは堆積速度が高く、低い作動ガス圧力および他の固有の利点のために、最も広く採用される方法になる。

 

スパッタリング法は成膜速度高速、高純度の利点のために、より広く薄膜の製備方法になるが、設備が複雑で高価である。

 

【化学気相堆積法(CVD) 】

 

化学気相堆積法の原理は、化学反応及び乾燥材料によって形成された気相中で化学蒸着ガス供給を使用することである。W(CO)6は原料として反応室で分解し、基層で堆積したWO3を取る。化学気相堆積法は多効能性、工芸支配できるし、過程連続で、高い製品純度などの有利点があるが、コストが高くて、膨大困難ので、大規模な工業化の薄膜製備に適しない。

 

 

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【WO3ナノ材料の製備】

WO3ナノ材料は、製造方法と構造によれば、焼結型、薄膜型、厚膜型に分ける。ここで、焼結型、厚膜型ガスセンサ素子も超微細粉末を原料とする。

 

【WO3ナノ薄膜の製備】

WO3ナノ薄膜の製備方法は多くあるが、薄膜の性質と製備方法は工芸条件と密接に関係する。

異なる製造方法で、WO3薄膜の大きさ及び晶型なども違う。よく見る方法は以下のようである。

 

【蒸発法】

 

高温で蒸発現象を利用し、様々な薄膜材料を調製することができる。蒸着法はより高い堆積速度と真空度、また、高薄膜純度などのいくつかの明白な利点を有る。

 

蒸着法は蒸発冷却蒸着法、電子ビーム蒸着法、アーク蒸着法、レーザー蒸着法、中空陰極蒸着、熱蒸着法を含む。その間、熱蒸発法はよく使われる。

 

蒸発により調製純度フィルムは高い、粒子が分散されている。圧力と温度制御された雰囲気を変えることによって、異なる粒子サイズのナノ薄膜を製造することができる。これは、低い融点、単一成分の薄膜と粒子状物質の合成に適する。

 

しかし、この製造方法は、一般に、複雑で高価な機器の製造、高温および真空条件を必要とするが、大面積の薄膜を調製するのに適しない。

 

 

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化学式と呼ばれるのは、元素記号で物質組成と原子数量を表示すものである。

 

化学式は実験式、分子式、構造式、示性式、電子式の総称である。

 

純粋な物質は特定の組成を有し、対応する化学式入手可能である。ある化学式は物質の分子組成を表せる。こんな化学式も分子式と呼ばれる。化学式は純粋物のみ表示し、混合物は化学式ない。

 

酸化タングステンは、タングステン酸類の製品である。酸化タングステンは二酸化タングステンと三酸化タングステンを含むが、実際の工業生産では二酸化タングステンの製品がない。三酸化タングステン塩は三酸化タングステンの含有量によると、タングステン酸、タングステン酸ナトリウム、カルシウム、パラタングステン酸アンモニウム、メタタングステン酸および他の製品に分ける。

 

三酸化タングステンの化学式は：WO3

 

二酸化タングステンの化学式は：WO2

 

 

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光誘起親水性光触媒には有機物等の酸化分解の他に、光誘起超親水性の機能がある。

 

光誘起親水性を利用した商品は、既に自動車のドアミラーや種々のガラス製品、テント等に利用されている。

 

光誘起親水性により、基材が曇らなくなるだけでなく、基材の表面に薄い水の膜ができ、汚れが雨水等で簡単に流される為、セルフクリーニング効果が期待できる。

 

酸化チタンから得られる塗膜の場合、超親水性（水滴の接触角が5度以下）を示すには、5μW/cm2程度の紫外光の照射が必要とされている。

 

また、酸化チタンと非晶質酸化タングステンの積層膜を作成すると、微弱な紫外光（紫外光強度1μW/cm2）の照射で、親水性を示すことが報告されている。

 

これは紫外光を照射すると、酸化チタンだけでなく酸化タングステンでも光励起がおこり、酸化タングステンで生成したホールが酸化チタンに移動して酸化チタン中のホールの量が多くなり、より表面水酸基の量が多くなるためとしている。

 

また、酸化チタン層と酸化タングステン層の間に、シリカの層を入れると、酸化タングステンから酸化チタンへのホールの移動が遮断されてしまうため、微弱な紫外光での光誘起親水性は示さなくなったとしている。

 

 

 

三酸化タングステン(WO3)の性質は二酸化チタン(Ti02)と大分同じである。二つも光の下で、光触媒作用をあらわれる。しかし、性質は全然同じではない。WO3の外層電子を光線で呼び起こす能量はTi02より小さくて、三酸化タングステンが（WO 3）の外殻電子は光によって活性化されエネルギーが二酸化チタンと比較して少し小さく、より少ない3.2電子ボルト（eV）である。それが可視光のわずか400ナノメートルの波長が活性化される、と言うことである。三酸化タングステンのこの機能は初期の2001年に研究を開始しした。

 

研究は、光触媒とする三酸化タングステンは室内環境で確かに光触媒作用し、室内環境を浄化することができる。例えば、蛍光灯（ランプとも呼ばれる）の光照射（波長400nm）のように、光触媒作用できるが、活性はまだ不十分である。

 

これまでに、光触媒産業における三酸化タングステンは、何にも研究の信者を達していない。これはなぜか？ナノスケールの三酸化タングステンの生産コストが高すぎるため、製造工程が複雑であり、かつ民間の光触媒酸化タングステンを広く使用される結果はまだ知られていないから、人が恐れている。

 

 

光触媒は日本から外来語である。日本では「光触媒」と書かれたので、中国の人々は直接「光触媒」と呼ばれる。光触媒は、光半導体材料の代わりに、光触媒機能を有するナノスケールの二酸化チタンの総称であり、それは、基材表面に塗布され、光の作用下で、強力な触媒分解機能を有する：それは危険な空気を分解することができるガスは、効果的に細菌、真菌および毒素および安全な廃棄またはを放出することができる種々の細菌を殺すことができる。また、消臭、汚れ、および他の機能を持っています。

 

光触媒材料は、ナノ酸化チタン、酸化亜鉛、CdS、WO3、Fe2O3、PBS、酸化スズ、ZnS、SrTiO3、SiOなどであり、2000年以来、いくつかのナノ貴金属（など、白金、ロジウム、パラジウム、）より優れた光触媒特性を有していることを見出したが、化学的または光化学エッチングしやすくて、貴金属コストが高すぎるので、家庭用空気浄化触媒として適していない。

 

 

光触媒材料の全てにおいて、ナノ酸化チタンは、高い光触媒活性を有するだけでなく、および酸腐食、耐薬品性、非毒性、等で、価格は中程度であり、高価格を有しているので、市場でほとんどの使用主原料はナノ二酸化チタンとする。