メタタングステン酸アンモニウム(AMT)
物理的および化学的特性、プロセス、およびアプリケーション
ディレクトリ
前書き
メタタングステン酸アンモニウムの研究意義と工業的価値
第1章 はじめに
1.1メタタングステン酸アンモニウムの定義と概要
1.2タングステン化合物のファミリーにおける位置
1.3歴史的発展と研究状況
1.4産業応用の見通し
第2章メタタングステン酸アンモニウムの化学的および物理的性質
2.1 メタタングステン酸アンモニウムの化学組成と分子構造
2.1.1 メタタングステン酸アンモニウムの分子式と構造特性
2.1.2 メタタングステン酸アンモニウムの結晶構造解析(X線回折法)
2.2 メタタングステン酸アンモニウムの物性
2.2.1 メタタングステン酸アンモニウムの外観と形態
2.2.2 メタタングステン酸アンモニウムの溶解度と安定性
2.2.3 メタタングステン酸アンモニウムの熱安定性と分解挙動
2.3メタタングステン酸アンモニウムの化学的性質
2.3.1 メタタングステン酸アンモニウムと酸および塩基との反応
2.3.2メタタングステン酸アンモニウムの酸化還元特性
2.3.3 メタタングステン酸アンモニウムの錯体化学
2.4メタタングステン酸アンモニウムとパラタングステン酸アンモニウム(APT)の比較。
第3章メタタングステン酸アンモニウムの調製プロセス
3.1 原材料と前駆体
3.1.1 タングステン濃縮物
3.1.2 タングステン酸とタングステン酸ナトリウム
3.2 メタタングステン酸アンモニウムの伝統的な調製方法
3.2.1 酸性化
3.2.2 イオン交換法
3.3メタタングステン酸アンモニウムの現代合成技術
3.3.1 溶媒抽出
3.3.2 熱分解
3.3.3 マイクロ波支援合成
3.4 メタタングステン酸アンモニウムの調製のためのプロセスパラメータの最適化
3.4.1 pH制御
3.4.2 温度と圧力の影響
3.4.3 結晶化プロセス制御
3.5メタタングステン酸アンモニウムの工業生産プロセス
3.5.1 フローチャートと機器
3.5.2 廃棄物処理と環境保護対策
第4章 メタタングステン酸アンモニウムの分析・検出技術
4.1メタタングステン酸アンモニウムの化学組成分析
4.1.1 タングステン含有量の測定(重量分析、ICP-AES)
4.1.2 メタタングステン酸アンモニウム(Fe、Moなど)の不純物分析
4.2 メタタングステン酸アンモニウムの構造評価
4.2.1 X線回折(XRD)
4.2.2 赤外分光法(IR)とラマン分光法
4.2.3 熱分析(TG-DSC)
4.3メタタングステン酸アンモニウムの物性試験
4.3.1 粒度と分布(レーザー粒度解析)
4.3.2 比表面積(BET法)
4.4メタタングステン酸アンモニウムの品質管理基準
4.4.1 中国規格(YS / T 535-2006)
4.4.2 国際規範の比較
第5章メタタングステン酸アンモニウムの応用分野
5.1 触媒産業
5.1.1 石油化学産業での応用
5.1.2 環境保護触媒(SCR脱窒)
5.2 タングステン製品の準備
5.2.1 高純度タングステン粉末とタングステン
5.2.2 タングステン基合金および複合材料5.3 機能材料
5.3.1 エレクトロクロミック材料
5.3.2 難燃剤とナノ材料5.4 その他の分野
5.4.1 生物医学的応用
5.4.2 エネルギーの貯蔵と変換
第6章 工業生産と技術課題
6.1 大規模生産のボトルネック
6.1.1 純度制御
6.1.2 コストとエネルギー消費6.2 技術改善の方向性
6.2.1 グリーン合成プロセス
6.2.2 自動化とインテリジェント生産6.3 安全性と環境保護
6.3.1 生産工程における安全仕様
6.3.2 廃液および廃ガス処理
第7章 ケーススタディと実践
7.1 工業生産の場合
7.1.1 高純度AMTの調製例
7.1.2 AMTの触媒への適用事例
7.2 実験室での合成例
7.2.1 小規模実験計画
7.2.2 データ分析と最適化
7.3 故障解析と解決
7.3.1 一般的な問題(結晶化不良、過剰な不純物)
7.3.2 解決戦略
第8章 今後の展望
8.1 メタタングステン酸アンモニウム技術の開発動向
8.2 新たな応用分野の可能性
8.3 国際化と標準化のプロセス
8.4 研究の方向性に関する提案
虫垂
付録A:メタタングステン酸アンモニウム関連の化学的性質と物理的性質のデータシート
付録B:一般的な準備プロセスのフローチャート
付録C:試験方法の標準作業手順書(SOP)
参照
学術論文、特許、技術報告書
国内外の標準文献(YS/T、ISO、ASTMなど)
インデックス
キーワードと用語の索引
虫垂
メタタングステン酸アンモニウムの製品安全データシート(MSDS)
第1章 はじめに
1.1メタタングステン酸アンモニウムの定義と概要
メタタングステン酸アンモニウム(AMT、化学式(NH₄)₆H₂W₁₂O₄₀・nH₂O)は、タングステン化学工業チェーンの主要な中間体として、重要なポリタングステン酸化合物であり、その優れた化学的および物理的特性で注目を集めています。その分子構造は、ケギン型多酸アニオン[H₂W₁₂O₄₀]⁶⁻と6つのアンモニウムカチオン(NH₄⁺結晶水(n)の量)は通常、調製条件に応じて3〜6の間で変化します。AMTの大きな特性は、非常に高い水溶性(20°Cで約300-400g/100mL)、良好な熱安定性(400-600°CでWO₃に分解)、化学変換の多様性など、触媒の調製、高純度タングステン粉末の製造、機能性材料の開発において欠かせません。
パラタングステン酸アンモニウム(APT)などの従来のタングステン化合物と比較して、AMTの高い溶解性は、ナノスケールのタングステン粉末を調製するための噴霧乾燥に直接使用される、またはエレクトロクロミックWO₃膜の調製のための前駆体として使用されるなど、溶液プロセスにおいて利点をもたらします。この特性は、従来のタングステン製品の生産効率を向上させるだけでなく、ナノテクノロジー、エネルギー貯蔵、生物医学研究などの新材料の分野での応用を促進します。AMTの工業的価値は、タングステン精鉱(鉄マンガン重石、灰重石)と最終製品(タングステン合金、タングステン材料など)との間の効率的な橋渡しとしての役割にあり、タングステン化学工業の上流と下流のリンクを接続します。
1.2 タングステン化合物のファミリーにおける位置
タングステン化合物のファミリーの中で、AMTは、そのユニークなポリ酸構造と高い溶解性のために特別な場所を占めています。タングステン化合物には、タングステン酸(H₂WO₄)やタングステン酸ナトリウム(Na₂WO₄)など、多くの種類があります。)、三酸化タングステン(WO₃)、パラタングステン酸アンモニウム(APT)など、それぞれに特定の用途があります。AMTはAPTと同じタングステン酸アンモニウムグループに属しますが、ケギン型構造はAPTの鎖構造やラメラ構造よりもコンパクトであるため、溶解度が大幅に向上します(AMT 350 g/100 mL 対 APT 10 g/100 mL 25°C)。さらに、AMTは熱分解温度が低く(600°Cが完全にWO₃に変換されます)、APTはより高い温度(>600°C)を必要とし、より多くの中間体を生成するため、AMTは高純度のタングステン粉末を調製するプロセスが容易になります。
AMTのブリッジングの役割は、タングステン鉱石の精製から下流の処理までの全チェーンに反映されています。タングステン濃縮物は、タングステン酸またはタングステン酸ナトリウムを生成するために酸またはアルカリで処理された後、イオン交換、溶媒抽出または酸性化プロセスによってAMTに変換することができ、その後、さらにタングステン粉末、タングステン材料または触媒に処理されます。タングステン製品の純度と性能に対するハイテク産業(航空宇宙や半導体など)の要求が高まる中、AMTは基本的な原材料とハイエンドのアプリケーションとの間のますます顕著なリンクになっています。
1.3 歴史的開発および研究の状態
グローバル研究の歴史
メタタングステン酸アンモニウムの研究は、戦略金属としてのタングステンの開発と同時に、20世紀初頭に始まりました。1940年代に、アメリカの学者K.C.LiとC.Y.Wangは、タングステンで初めてタングステン化合物の特性と調製方法を体系的に説明し、タングステン酸とアンモニアの反応によってAMTを合成する準備プロセスについて言及しました。当時の初歩的な技術にもかかわらず、歩留まりは約50%から60%に過ぎず、この発見はAMTでのその後の研究の基礎を築いた。20世紀半ば、照明(タングステンワイヤー)、軍事(タングステン鋼)、化学(触媒)分野でのタングステン用途の拡大に伴い、米国とヨーロッパはAMTの工業生産を模索し始めました。1950年代、アメリカの化学会社は酸性化を利用してタングステン粉末調製用のAMTを製造し、年間生産量は数十トンで、製品は主に軍事および照明産業に供給されました。
20世紀後半、AMTでの研究は世界的に深まりました。ヨーロッパのドイツの化学者たちは、ウルマンの『Encyclopedia of Industrial Chemistry』でAMTの化学的性質と工業的利用を詳細に文書化し、石油分解触媒や高密度タングステンにおけるAMTの可能性を指摘しています。1970年代、日本タングステン工業会は「工業産業における化合物化合物の活用」において、精密製造やタングステン酸フィルムなどの電子材料へのAMT利用について議論し、日本企業は半導体やディスプレイ産業向けに中国からAMTを輸入するようになりました。ロシアのタングステン化学研究は、航空宇宙および装甲材料のニーズを満たすための熱分解による高密度タングステン合金の調製など、軍事産業におけるAMTの応用に焦点を当てています。これらの開発は、AMTの用途が従来のタングステン製品からハイテク分野に徐々に拡大していることを示しています。
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