Mis vahe on sinisel ja violetsel volframil?

Hapnikuvaba/hapnikupuudusega volframoksiidi tüüpilise esindajana koosnevad sinine volframoksiid (sinine volfram) ja lilla volframoksiid (lilla volfram) +6-valentsest volframist (W6+), +5-valentsest volframist (W5+) ja -2-valentsest hapnikuelemendist (O2-) koosnevast volframoksiidist, kuid neil on teatud erinevused osakeste suuruses, osakeste morfoloogias, füüsikalistes ja keemilistes omadustes ning tootmisprotsessides.

(1) Kontseptuaalsed aspektid

Sinine volframoksiid (BTO) on ühend, mis koosneb 20 volframi ja 58 hapniku aatomist. See koosneb ammooniumvolframpronksist (ATB), vesinikvolframpronksist, β-volframoksiidist ja γ-volframoksiidist. Segu; on hele- või tumesinine pulber valemiga W20O58 või WO2.90.

Violetne volframoksiid (VTO või TVO) on ühend, mis koosneb 18 volframi aatomist ja 49 hapniku aatomist. See on peenelt jaotatud lilla pulberkristall, mille keemiline valem on W18O49 või WO2.72.

(2) Mikrostruktuur

Samade tegurite, näiteks tooraine ja tootmisprotsessi tõttu säilitavad nii sinise kui ka lilla volframi osakesed ammooniumparavolframaadi (APT) välimuse, st pinnad on erineval määral purunenud; on ilmsemalt näha, et tera suurus on suurem ja pragusid vähem.

(3) Füüsikalised ja keemilised omadused

Sarnasused: nii sinisel kui ka violetsel volframipulbril on suur eripind, kõrge keemiline aktiivsus, tugev elektromagnetlainete (ultraviolett- ja lähiinfrapunakiirguse) neeldumisvõime, madal puistetihedus ja tugevad oksüdeerivad omadused, nõrk redutseeritavus, hea fotoelektriline efekt ja gaasitundlikkus.

Erinevused: sinise volframoksiidi mõõdetud tihedus on 7.15 g/cm3 ja röntgenikiirgusega mõõdetud tihedus on 7.16 g/cm3; lilla volframoksiidi mõõdetud tihedus on 7.7–7.9 g/cm3 ja röntgenikiirgusega mõõdetud tihedus on 7.78 g/cm3.

(4) Tootmisprotsess

Mõlema valmistamismeetodid on põhimõtteliselt samad, sealhulgas ammooniumparavolframaadi vesiniku redutseerimise meetod, volframtrioksiidi suletud kaltsineerimismeetod ja otsene sünteesimeetod. Kuna sinise volframoksiidi ja lilla volframoksiidi volframi aatomite ja hapniku aatomite suhe on erinev, on tootmise ajal protsessi parameetrid, näiteks redutseeriva gaasi kontsentratsioon ja voolukiirus, erinevad.

(5) Kasutusalad

Lisaks volframipulbri, volframaadi ja muude volframiühendite tootmisele saab sinist ja violetset volframipulbrit kasutada ka gaasiandurite materjalidena ja fotodegradatsiooni katalüsaatoritena, nähtamatute materjalidena, funktsionaalsete toorainetena klaasi hämardamiseks, läbipaistvate tõkkematerjalidena, termiliste katete modifikaatoritena, energiasalvestusakude elektroodimaterjalide lisanditena, vaakumseadmete hapnikupüüdjatena jne.