Kapitel 1 Einleitung
Als wichtiges Übergangsmetalloxid hat sich Wolframoxid (WO₃) aufgrund seiner einzigartigen physikalisch-chemischen Eigenschaften und seines breiten Anwendungspotenzials zu einem Forschungs-Hotspot in den Bereichen Materialwissenschaften, Chemie und Ingenieurwesen entwickelt.
1.1 Untersuchen Sie den Wolframoxid-Hintergrund
Der Forschungshintergrund von Wolframoxid ergibt sich aus seiner Vielseitigkeit im Industrie-, Energie- und Umweltsektor sowie der strategischen Position der Wolframressourcen in der Weltwirtschaft. Wolfram ist bekannt für seinen hohen Schmelzpunkt (3422°C), seine hohe Härte und chemische Stabilität, und Wolframoxid als eine der Hauptverbindungen von Wolfram ist nicht nur ein wichtiges Zwischenprodukt bei der Herstellung von Wolframmetall und Hartmetall, sondern zeigt aufgrund seiner Halbleitereigenschaften (Bandlücke 2,6-3,0 eV) und optischen Eigenschaften auch großes Potenzial im High-Tech-Bereich.
Hintergrund in Industrie und Ressourcen
Wolfram ist mit weltweiten Reserven von rund 3,3 Millionen Tonnen, von denen mehr als 60 % auf China entfallen, ein wichtiger Vertreter seltener Metalle und ist der größte Produzent und Exporteur von Wolfram. Laut Tungsten News wird erwartet, dass die weltweite Nachfrage nach Wolfram im Jahr 2025 100.000 Tonnen pro Jahr erreichen wird, wovon die Wolframoxidproduktion einen wichtigen Teil ausmacht. Traditionell wird Wolframoxid zur Herstellung von Wolframkupfer, Wolframdraht und anderen Produkten verwendet, indem Wolframpulver geröstet oder Wolframit und Scheelit extrahiert werden. Mit der Modernisierung der Industrietechnik hat sich ihre Anwendung jedoch auf die Bereiche neue Energien, elektronische Information und Umweltschutz ausgeweitet.
Wissenschaftlicher und technischer Hintergrund
Die halbleitenden Eigenschaften von Wolframoxid verschaffen ihm einen einzigartigen Vorteil in den Bereichen Photokatalyse, Elektrochromie und Sensorik. Es hat eine moderate Bandlücke und kann sichtbares Licht absorbieren, um photogenerierte Elektron-Loch-Paare zu erzeugen, die zum Abbau von aquatischem Wasserstoff oder zum Abbau von Schadstoffen verwendet werden. Darüber hinaus ist es aufgrund seiner elektrochromen Eigenschaften, die von transparent bis dunkelblau wechseln können, ein ideales Material für intelligente Fenster und Displays. Der Aufstieg der Nanotechnologie hat die Wolframoxidforschung weiter vorangetrieben, und durch Fortschritte in der Wolframtechnologie, wie z. B. hydrothermale und Gasphasenabscheidung, weisen synthetische Nanopartikel eine höhere spezifische Oberfläche und Aktivität auf.
Ökologischer und sozialer Kontext
Mit der weltweiten Betonung der nachhaltigen Entwicklung hat die Anwendung von Wolframoxid im Bereich des Umweltschutzes viel Aufmerksamkeit auf sich gezogen. So können seine photokatalytischen Eigenschaften beispielsweise für die Abwasseraufbereitung und Luftreinigung genutzt werden, während Anwendungen in feuerfesten Geweben die Sicherheit erhöhen. Gleichzeitig spiegelt die Fluktuation der Wolframpreise (voraussichtlich 20-30 US$/kg im Jahr 2025) das knappe Angebot und die Nachfrage nach Ressourcen wider und treibt die Erforschung effizienter und kostengünstiger Produktionsprozesse voran. Darüber hinaus eröffnen die biomedizinischen Anwendungen von Wolframoxid, wie z.B. die photothermische Therapie, auch im Bereich der Gesundheit neue Möglichkeiten. Der Hintergrund der Erforschung von Wolframoxid wurzelt daher in seiner multidisziplinären Interdisziplinarität, die von der industriellen Basis getragen, durch technologische Innovation und durch soziale Bedürfnisse angetrieben wird. Dieser Hintergrund bietet eine solide Grundlage für eine eingehende Untersuchung seiner Eigenschaften und Anwendungen.
Verzeichnis
Kapitel 1 Einleitung
1.1 Hintergrund
1.2 Forschungsziele und Innovationen
1.3 Forschungsstatus im In- und Ausland
Kapitel 2 Grundlegende Informationen über Wolframoxid
2.1 Definition von Wolframoxid
2.2 Form und Verteilung von Wolframoxid
2.2 Wolframtrioxid und Sauerstoff ohne Wolframoxid/defektes Wolframoxid
2.3 Die Eigenschaften von Wolframtrioxid hängen mit dem Sauerstoffgehalt zusammen
2.3.1 Zusammenhang zwischen der Struktur von Wolframtrioxid und dem Sauerstoffgehalt
2.3.2 Zusammenhang zwischen den Eigenschaften von Wolframtrioxid und dem Sauerstoffgehalt
2.3.3 Herstellung von Wolframtrioxid und Kontrolle des Sauerstoffgehalts
Kapitel 3 Einstufung von Wolframoxid
3.1 Einstufung von Wolframoxid nach chemischer Zusammensetzung
3.1.1 Gelbes Wolframoxid/Wolframtrioxid
3.1.2 Orangefarbenes Wolframoxid
3.1.3 Blaues Wolframoxid
3.1.4 Purpur-Wolframoxid
3.1.5 Weißes Wolframoxid
3.1.6 Tungsten dioxide/brown tungsten oxide
3.2 Klassifizierung von Wolframoxid anhand der Kristallstruktur
3.2.1 Monokline Wolframoxid
3.2.2 Orthorhombisches Wolframoxid
3.2.3 Hexagonales Wolframoxid
3.2.4 Kubisches kristallines Wolframoxid
3.3 Einstufung von Wolframoxid nach physikalischer Form
3.3.1 Wolframoxid-Nanopartikel
3.3.2 Wolframoxid-Nanoblätter
3.3.3 Wolframoxid-Nanodrähte
3.3.4 Wolframoxid-Nanostäbchen
3.3.5 Wolframoxid-Nanoblüten
3.3.6 Wolframoxid-Film
3.3.7 Wolframoxid-Blöcke
3.4 Einstufung von Wolframoxid anhand der Partikelgröße
3.4.1 Grobkörniges Wolframoxid
3.4.2 Wolframoxid mit ultrafeinen Partikeln
3.4.3 Mikron Wolframoxid
3.4.4 Submikron-Wolframoxid
3.4.5 Nano-Wolframoxid
3.4.6 Wolframoxid im Sub-Nanometerbereich
3.5 Einstufung von Wolframoxid nach Reinheit
3.5.1 Gewöhnliches Wolframoxid
3.5.2 Hochreines Wolframoxid
Kapitel 4 Struktur von Wolframoxid
4.1 Eigenschaften der Kristallstruktur von Wolframoxid
4.1.1 Die Grundeinheit und Symmetrie der Wolframoxid-Kristallstruktur
4.1.2 Atomare Anordnung von Wolframoxid
4.1.3 Defekte und Leerstellen in der Wolframoxid-Kristallstruktur
4.2 Faktoren, die die Kristallstruktur von Wolframoxid beeinflussen
4.2.1 Einfluss der Präparationsbedingungen auf die Kristallstruktur von Wolframoxid
4.2.1.1 Einfluss der Reaktionstemperatur auf die Wolframoxid-Kristallstruktur
4.2.1.2 Einfluss des Reaktionsdrucks auf die Wolframoxid-Kristallstruktur
4.2.1.3 Einfluss der Reaktionszeit auf die Struktur des Wolframoxidkristalls
4.2.1.4 Einfluss der Reaktionsatmosphäre auf die Wolframoxid-Kristallstruktur
4.2.1.5 Einfluss der Reaktionsgeschwindigkeit auf die Struktur des Wolframoxidkristalls
4.2.1.6 Einfluss von Vorläuferstoffen auf die Kristallstruktur von Wolframoxid
4.2.1.7 Einfluss des Lösungsmittels auf die Kristallstruktur von Wolframoxid
4.2.2 Einfluss äußerer Reize auf die Kristallstruktur von Wolframoxid
4.2.2.1 Einfluss optischer Strahlung auf die Kristallstruktur von Wolframoxid
4.2.2.2 Einfluss des elektrischen Feldes auf die Wolframoxid-Kristallstruktur
4.2.2.3 Einfluss des Magnetfeldes auf die Kristallstruktur von Wolframoxid
4.3 Die intrinsische Beziehung zwischen Wolframoxid-Kristallstruktur und -eigenschaften
4.3.1 Wolframoxid-Kopplung mit elektronischer Struktur
4.3.1.1 Einfluss der Wolframoxid-Kristallstruktur auf den Elektronentransport
4.3.1.2 Zusammenhang zwischen Wolframoxid-Bandenstruktur und Kristallstruktur
4.3.2 Bindung des Wolframoxid-Ionentransportniveaus
4.3.2.1 Einfluss der Wolframoxid-Kristallstruktur auf die Ionendiffusion
4.3.2.2 Einfluss des Ioneninterkalations-/Extraktionsprozesses auf die strukturelle Stabilität von Wolframoxidkristallen
4.3.3 Zusammenhang zwischen den Oberflächeneigenschaften von Wolframoxid
4.3.3.1 Einfluss der Wolframoxid-Kristallstruktur auf die Oberflächenadsorption
4.3.3.2 Zusammenhang zwischen Wolframoxid-Kristallstruktur und elektronischem Oberflächenzustand
Kapitel 5 Physikalische und chemische Eigenschaften von Wolframoxid
5.1 Aussehen und Farbe von Wolframoxid
5.2 Dichte/spezifisches Gewicht von Wolframoxid
5.3 Thermische Stabilität von Wolframoxid
5.3.1 Schmelzpunkt von Wolframoxid
5.3.2 Zersetzungstemperatur von Wolframoxid
5.3.3 Wärmeausdehnungskoeffizient von Wolframoxid
5.4 Löslichkeit von Wolframoxid
5.5 Härte und mechanische Festigkeit von Wolframoxid
5.5.1 Mohs-Härte von Wolframoxid
5.5.2 Druckfestigkeit von Wolframoxid
5.5.3 Scherfestigkeit von Wolframoxid
5.6 Spezifische Oberfläche von Wolframoxid
5.7 Schüttdichte von Wolframoxid
5.8 Optische Eigenschaften von Wolframoxid
5.8.1 Lichtabsorption und photokatalytische Eigenschaften von Wolframoxid
5.8.2 Photochrome Eigenschaften von Wolframoxid
5.9 Elektrische Eigenschaften von Wolframoxid
5.9.1 Halbleitereigenschaften von Wolframoxid
5.9.2 Elektrochrome Eigenschaften von Wolframoxid
5.10 Thermische Eigenschaften von Wolframoxid
5.10.1 Thermische Stabilität von Wolframoxid
5.10.2 Wärmeausdehnungseigenschaften von Wolframoxid
5.11 Gasempfindlichkeit von Wolframoxid
5.12 Redoxreaktion von Wolframoxid
5.13 Säure-Base-Reaktion von Wolframoxid
5.14 Katalytische Eigenschaften von Wolframoxid
Kapitel 6 Verfahren zur Herstellung von Wolframoxid
6.1 Traditionelle Herstellungsmethoden von Wolframoxid
6.1.1 Das traditionelle Herstellungsverfahren von Wolframoxid – Hochtemperatur-Festphasenreaktionsverfahren
6.1.2 Traditionelles Herstellungsverfahren des Wolframoxid-Sol-Gel-Verfahrens/Sol-Gel-Herstellungsverfahren des Wolframoxids
6.1.3 Traditionelles Herstellungsverfahren von Wolframoxid – hydrothermales Verfahren
6.1.4 Das traditionelle Herstellungsverfahren des Wolframoxid-Ammoniumwolframat-Verfahrens
6.1.5 Traditionelles Herstellungsverfahren für Wolframoxid – Salzsäure-Zersetzungsverfahren für Wolframat
6.1.6 Das traditionelle Herstellungsverfahren für Wolframoxid – Verfahren der thermischen Zersetzung von Ammoniumparawolframat
6.2 Neue Verfahren zur Herstellung von Wolframoxid
6.2.1 Ein neues Herstellungsverfahren für Wolframoxid – elektrochemisches Abscheidungsverfahren
6.2.2 Ein neues Herstellungsverfahren für Wolframoxid – Gasphasenabscheidungsverfahren
6.2.3 Ein neues Verfahren zur Herstellung von Wolframoxid – biologische Template-Methode
Kapitel 7 Anlagen zur Herstellung von Wolframoxid
7.1 Die Hauptausrüstung für die Wolframoxidproduktion
7.1.1 Geräte für den Materialumschlag
7.1.1.1 Brech- und Mahlanlagen
7.1.1.2 Sieb- und Sortiereinrichtungen
7.1.2 Reaktionsgeräte
7.1.2.1 Anlagen für die Alkalihydrolyse und Azidolyse
7.1.2.1 Anlagen für die Alkalihydrolyse und Azidolyse
7.1.2.2 Anlagen zur Kalzinierung und thermischen Zersetzung
7.1.3 Trenn- und Reinigungsgeräte
7.1.3.1 Anlagen zur Fest-Flüssig-Trennung
7.1.3.2 Kristallisations- und Rekristallisationsanlagen
7.2 Hilfseinrichtungen zur Herstellung von Wolframoxid
7.2.1 Flurförderzeuge
7.2.1.1 Mechanische Fördereinrichtungen
7.2.1.2 Pneumatische Fördereinrichtungen
7.2.2 Trocknungs- und Kühlgeräte
7.2.2.1 Trocknungsanlagen
7.2.2.2 Kühlgeräte
7.2.3 Geräte zur Behandlung von Umweltschutz
7.2.3.1 Anlagen zur Abgasbehandlung
7.2.3.2 Anlagen zur Abwasseraufbereitung
Kapitel 8 Forschung zum Nachweisprinzip von Wolframoxid
8.1 Wolframoxid-Detektionsspektroskopie
8.1.1 Wolframoxid-Detektion – Röntgenfluoreszenzspektroskopie-Analyse
8.1.2 Wolframoxid-Detektion – Raman-Spektroskopie
8.2 Wolframoxid-Detektion – elektrochemische Analyse
8.2.1 Wolframoxid-Detektion – Voltammetrie
8.3 Andere Wolframoxid-Nachweismethoden
8.3.1 Wolframoxid-Detektion – thermogravimetrische Analyse
Kapitel 9 Anwendungsgebiete von Wolframoxid
9.1 Anwendung von Wolframoxid im Energiebereich
9.1.1 Anwendung von Wolframoxid in Lithium-Ionen-Batterien
9.1.2 Anwendung von Wolframoxid in Superkondensatoren
9.1.3 Anwendung von Wolframoxid bei der photokatalytischen Wasserspaltung zur Herstellung von Wasserstoff
9.2 Anwendung von Wolframoxid im Bereich der Umwelt
9.2.1 Anwendung von Wolframoxid in der Luftreinigung
9.2.2 Anwendung von Wolframoxid in der Abwasserbehandlung
9.3 Anwendung von Wolframoxid im Bereich der Smart Materials
9.3.1 Anwendung von Wolframoxid in elektrochromen Geräten
9.3.2 Anwendung von Wolframoxid in Gassensoren
9.4 Anwendung von Wolframoxid im Bereich der elektronischen Information
9.4.1 Anwendung von Wolframoxid in Feldeffekttransistoren
9.4.2 Anwendung von Wolframoxid in Speicherbausteinen
9.5 Anwendung von Wolframoxid im Maschinenbau
9.5.1 Anwendung von Wolframoxid in Werkzeugbeschichtungen
9.5.2 Anwendung von Wolframoxid in verschleißfesten Teilen
9.6 Wolframoxid in biomedizinischen Anwendungen
9.6.1 Anwendung von Wolframoxid in Biosensoren
9.6.2 Anwendung von Wolframoxid in der photothermischen Therapie
9.7 Anwendung von Wolframoxid im Bereich der optischen Anzeige
9.7.1 Anwendung von Wolframoxid in Displays
9.8 Anwendung von Wolframoxid im katalytischen Träger
9.8.1 Anwendung von Wolframoxid in trägergestützten Katalysatoren
9.9 Anwendung von Wolframoxid im Bereich feuerfester Gewebe
9.9.1 Anwendung von feuerfesten Wolframoxid-Geweben im industriellen Bereich
9.9.2 Anwendung von feuerfesten Wolframoxidgeweben im täglichen Leben
9.9.3 Anwendung von feuerfesten Wolframoxidgeweben im Bereich des öffentlichen Verkehrs
9.10 Anwendung von Wolframoxid in Agrarfolien
Kapitel 10 Sicherheit und Umweltschutz von Wolframoxid
10.1 Sicherheit von Wolframoxid
10.2 Umweltschutz durch Wolframoxid
10.3 Sicherheitsdatenblatt (MSDS) für Wolframoxid
Kapitel 11 In- und ausländische Normen für Wolframoxid
11.1 Chinesische nationale Normen
11.2 Internationale Normen
Kapitel 12 Wolframoxid Zahlen und Fakten
12.1 Was sind die wichtigsten Fakten über Wolframoxid?
12.2 Alle Daten von Wolframoxid (physikalisch-chemische Eigenschaften, herstellungs- und anwendungstechnische Parameter)
Anhang: Mehrsprachiges Glossar der Wolframoxid-Begriffe (Chinesisch, Englisch, Japanisch, Koreanisch)
Lesen Sie den vollständigen Text: Was ist Wolframoxid
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