Métatungstate d’ammonium (AMT) Propriétés physiques et chimiques, procédés et applications
Répertoire
Préface
Importance pour la recherche et valeur industrielle du métatungstate d’ammonium
Chapitre 1 Introduction
1.1 Définition et aperçu du métatungstate d’ammonium
1.2 Position dans la famille des composés de tungstène
1.3 Évolution historique et état de la recherche1
.4 Perspectives d’applications industrielles
Chapitre 2 Propriétés chimiques et physiques du métatungstate d’ammonium
2.1 Composition chimique et structure moléculaire du métatungstate d’ammonium
2.1.1 Formule moléculaire et caractéristiques structurales du métatungstate d’ammonium
2.1.2 Analyse de la structure cristalline du métatungstate d’ammonium (étude de la diffraction des rayons X)
2.2 Propriétés physiques du métatungstate d’ammonium
2.2.1 Apparence et morphologie du métatungstate d’ammonium
2.2.2 Solubilité et stabilité du métatungstate d’ammonium
2.2.3 Stabilité thermique et comportement à la décomposition du métatungstate d’ammonium
2.3 Propriétés chimiques du métatungstate d’ammonium
2.3.1 Réaction du métatungstate d’ammonium avec l’acide et la base
2.3.2 Propriétés redox du métatungstate d’ammonium
2.3.3 Chimie de coordination du métatungstate d’ammonium
2.4 Comparaison du métatungstate d’ammonium et du paratungstate d’ammonium (APT).
Chapitre 3 Procédé de préparation du métatungstate d’ammonium
3.1 Matières premières et précurseurs
3.1.1 Concentré de tungstène
3.1.2 Acide tungstique et tungstate de sodium
3.2 Méthode traditionnelle de préparation du métatungstate d’ammonium
3.2.1 Acidification
3.2.2 Méthode d’échange d’ions
3.3 Technologie moderne de synthèse du métatungstate d’ammonium
3.3.1 Extraction par solvant
3.3.2 Décomposition thermique
3.3.3 Synthèse assistée par micro-ondes
3.4 Optimisation des paramètres du procédé pour la préparation du métatungstate d’ammonium
3.4.1 Contrôle du pH
3.4.2 Influence de la température et de la pression
3.4.3 Régulation du procédé de cristallisation
3.5 Procédé de production industrielle du métatungstate d’ammonium
3.5.1 Organigrammes et équipement
3.5.2 Élimination des déchets et mesures de protection de l’environnement
Chapitre 4 : Technologie d’analyse et de détection du métatungstate d’ammonium
4.1 Analyse de la composition chimique du métatungstate d’ammonium
4.1.1 Détermination de la teneur en tungstène (gravimétrique, ICP-AES)
4.1.2 Analyse des impuretés du métatungstate d’ammonium (Fe, Mo, etc.)
4.2 Caractérisation structurale du métatungstate d’ammonium
4.2.1 Diffraction des rayons X (DRX)
4.2.2 Spectroscopie infrarouge (IR) et spectroscopie Raman
4.2.3 Analyse thermique (TG-DSC)
4.3 Essai des propriétés physiques du métatungstate d’ammonium
4.3.1 Taille et distribution des particules (analyse granulométrique laser)
4.3.2 Surface spécifique (méthode BET)
4.4 Normes de contrôle de la qualité du métatungstate d’ammonium
4.4.1 Norme chinoise (YS/T 535-2006)
4.4.2 Comparaison des normes internationales
Chapitre 5 Domaines d’application du métatungstate d’ammonium
5.1 Industrie des catalyseurs
5.1.1 Applications dans l’industrie pétrochimique
5.1.2 Catalyseur de protection de l’environnement (dénitrification SCR)
5.2 Préparation des produits en tungstène
5.2.1 Poudre de tungstène de haute pureté et tungstène
5.2.2 Alliages et composites à base de tungstène5.3 Matériaux fonctionnels
5.3.1 Matériaux électrochromes
5.3.2 Retardateurs de flamme et nanomatériaux5.4 Autres domaines
5.4.1 Applications biomédicales
5.4.2 Stockage et conversion de l’énergie
Chapitre 6 Production industrielle et défis technologiques
6.1 Goulets d’étranglement dans la production à grande échelle
6.1.1 Contrôle de la pureté
6.1.2 Coût et consommation d’énergie6.2 Orientation de l’amélioration technique
6.2.1 Procédé de synthèse écologique
6.2.2 Automatisation et production intelligente6.3 Sécurité et protection de l’environnement
6.3.1 Spécifications de sécurité dans le processus de production
6.3.2 Traitement des déchets liquides et des gaz résiduaires
Chapitre 7 Études de cas et pratiques
7.1 Cas de production industrielle
7.1.1 Exemples de préparation d’AMT de haute pureté
7.1.2 Cas d’application de l’AMT pour les catalyseurs
7.2 Exemples de synthèse en laboratoire
7.2.1 Conception expérimentale à petite échelle
7.2.2 Analyse et optimisation des données
7.3 Analyse des défaillances et solution
7.3.1 Problèmes courants (mauvaise cristallisation, impuretés excessives)
7.3.2 Stratégie de résolution
Chapitre 8 : Perspectives d’avenir
8.1 Tendance au développement de la technologie du métatungstate d’ammonium
8.2 Potentiel des nouveaux domaines d’application
8.3 Processus d’internationalisation et de normalisation
8.4 Suggestions d’orientations de recherche
Appendice
Annexe A : Fiche technique des propriétés chimiques et des propriétés physiques liées au métatungstate d’ammonium
Annexe B : Organigramme des processus de préparation courants
Annexe C : Procédures opératoires normalisées (PON) pour les méthodes d’essai
Références
Articles universitaires, brevets et rapports techniques
Littérature standard nationale et internationale (YS/T, ISO, ASTM, etc.)
Index
Index des mots-clés et des termes
Appendice
Fiche signalétique (FDS) du métatungstate d’ammonium
Chapitre 1 Introduction
1.1 Définition et aperçu du métatungstate d’ammonium
Le métatungstate d’ammonium (AMT, formule chimique (NH₄)₆H₂W₁₂O₄₀·nH₂O) est un composé polytungstate important, en tant qu’intermédiaire clé dans la chaîne de l’industrie chimique du tungstène, il a attiré l’attention pour ses excellentes propriétés chimiques et physiques. Sa structure moléculaire se compose d’un anion polyacide de type Keggin [H₂W₁₂O₄₀]⁶⁻ et de 6 cations ammonium (NH₄⁺La quantité d’eau cristallisée (n) varie généralement entre 3 et 6, selon les conditions de préparation. Les principales propriétés de l’AMT comprennent une solubilité dans l’eau extrêmement élevée (environ 300-400 g/100 mL à 20 °C), une bonne stabilité thermique (décomposition en WO₃ à 400-600 °C) et une polyvalence dans la conversion chimique, ce qui le rend irremplaçable dans la préparation de catalyseurs, la production de poudre de tungstène de haute pureté et le développement de matériaux fonctionnels.
Par rapport aux composés de tungstène traditionnels tels que le paratungstate d’ammonium (APT), la solubilité élevée de l’AMT lui confère des avantages dans les procédés de solution, tels que l’utilisation directe pour le séchage par pulvérisation pour préparer de la poudre de tungstène à l’échelle nanométrique, ou comme précurseur pour la préparation de la membrane électrochrome WO₃. Cette propriété améliore non seulement l’efficacité de la production des produits traditionnels en tungstène, mais favorise également son application dans le domaine de nouveaux matériaux, tels que la nanotechnologie, le stockage d’énergie et la recherche biomédicale. La valeur industrielle d’AMT réside dans son rôle de pont efficace entre le concentré de tungstène (wolframite, scheelite) et les produits finaux (tels que l’alliage de tungstène, le matériau tungstène), reliant les maillons en amont et en aval de l’industrie chimique du tungstène.
1.2 Position dans la famille des composés de tungstène
Au sein de la famille des composés de tungstène, l’AMT occupe une place particulière en raison de sa structure polyacide unique et de sa grande solubilité. Il existe de nombreux types de composés de tungstène, notamment l’acide tungstique (H₂WO₄) et le tungstate de sodium (Na₂WO₄). ), du trioxyde de tungstène (WO₃), du paratungstate d’ammonium (APT), etc., chacun ayant des utilisations spécifiques. L’AMT appartient au même groupe de tungstate d’ammonium que l’APT, mais sa structure de type Keggin est plus compacte que la structure en chaîne ou lamellaire de l’APT, ce qui se traduit par une solubilité considérablement améliorée (AMT 350 g/100 mL contre APT 10 g/100 mL à 25 °C). De plus, l’AMT a une température de décomposition thermique plus basse (600 °C est entièrement converti en WO₃), tandis que l’APT nécessite une température plus élevée (>600 °C) et génère plus d’intermédiaires, ce qui facilite le processus pour AMT pour préparer de la poudre de tungstène de haute pureté.
Le rôle de pont d’AMT se reflète dans l’ensemble de la chaîne, de la purification du minerai de tungstène au traitement en aval. Une fois que le concentré de tungstène est traité avec de l’acide ou un alcali pour produire de l’acide tungstique ou du tungstate de sodium, il peut être converti en AMT par échange d’ions, extraction par solvant ou processus d’acidification, puis transformé en poudre de tungstène, en matériau de tungstène ou en catalyseur. Avec les exigences croissantes des industries de haute technologie (telles que l’aérospatiale et les semi-conducteurs) pour la pureté et les performances des produits en tungstène, l’AMT est devenu un lien de plus en plus important entre les matières premières de base et les applications haut de gamme.
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