Contenido
Prefacio
Propósito y público objetivo
Importancia de la investigación y la aplicación del óxido de nanotungsteno de alta pureza
Guía de estructura y uso del libro
Abreviaturas y símbolos
Abreviaturas de uso común (como WO₂.₉, BTO, APT)
Símbolos y unidades físicas y químicas
Texto
Capítulo 1 Introducción
1.1 Historia y descubrimiento del óxido de nanotungsteno de alta pureza
1.2 Clasificación del óxido de tungsteno no estequiométrico ( WO₃, WO₂.₉, WO₂.₇₂, WO₂)
1.3 El estado del óxido de nanotungsteno de alta pureza en la cadena industrial del tungsteno
1.4 Estado actual y tendencias de la investigación y la aplicación 1.5 Alcance y objetivos de este libro
Capítulo 2 Propiedades básicas del óxido de nanotungsteno de alta pureza
2.1 Composición química y propiedades no estequiométricas
2.1.1 Fórmula química y relación oxígeno-tungsteno
Rango de contenido de WO₂.₉ y oxígeno (19,0-19,5 % en peso )
Comparación con WO₃, WO₂.₇₂, WO₂
2.1.2 Mecanismo de formación de la relación no estequiométrica
Generación y estabilidad de vacantes de oxígeno
Efectos de las desviaciones estequiométricas en el rendimiento
2.1.3 Control de impurezas y pureza
Fuentes comunes de impurezas (Fe, Mo, Si)
Estructura cristalina y mecanismo del defecto de oxígeno
2.2.1 Tipo de estructura cristalina
Características estructurales de la fase monoclínica (P2 ₁ /n)
Diferencias estructurales respecto al WO₃
2.2.2 Distribución microscópica de vacantes de oxígeno
Tipos de defectos puntuales y defectos superficiales
Cálculo de la densidad de vacantes de oxígeno (10 ¹ ⁹ -10 ²¹ cm ⁻ ³ )
2.2.3 Métodos de caracterización estructural
Análisis de picos característicos de los espectros XRD y Raman
Relación entre los parámetros de red y los defectos
2.2.4 Estabilidad térmica y cambio de fase
Efecto de la temperatura en la estructura cristalina (estable a <600 °C)
2.3 Propiedades físicas de las transiciones de fase durante la oxidación y la reducción
2.3.1 Energía de banda prohibida
Rango de banda prohibida de WO₂.₉ (2,4-2,8 eV)
Mecanismo de regulación de los defectos de oxígeno en la banda prohibida
Absorción característica de los espectros UV-Vis
2.3.2 Área superficial específica y tamaño de partícula
m²/g) de escala micrométrica (10-50 μm ) y nanométrica (50-100 nm)
Efecto de la distribución del tamaño de partículas en el rendimiento
2.3.3 Características morfológicas
Morfologías comunes (nanopartículas, nanobarras, películas delgadas)
Termodinámica y cinética de la formación de la morfología
2.3.4 Propiedades ópticas
Causa del color (azul oscuro)
Propiedades de absorción y reflexión de la luz
2.3.5 Propiedades térmicas y mecánicas
Conductividad térmica y coeficiente de expansión térmica
2.4 Resistencia mecánica de las nanoestructuras
2.4.1 Estado de oxidación y reactividad
Estados de oxidación mixtos de W⁵⁺ / W⁶⁺
Reactividad con O₂ y H₂
2.4.2 Química de la superficie y sitios activos
Efecto catalítico de los defectos de oxígeno superficial
Rendimiento de adsorción (H₂O, CO₂, NO₂)
2.4.3 Conductividad y propiedades electroquímicas
Rango de conductividad (10 ⁻ ³ -10 ⁻ ² S/cm)
Transferencia de electrones en reacciones electroquímicas
2.4.4 Resistencia a la corrosión y estabilidad
Estabilidad en ambientes ácidos y alcalinos
Riesgo de oxidación durante el almacenamiento a largo plazo
2.5 Nanoefectos en el rendimiento
2.5.1 Base física del efecto del tamaño
Confinamiento cuántico y efectos de superficie
Regulación de banda prohibida por tamaño nanométrico
2.5.2 Mecanismo de mejora del rendimiento
Eficiencia fotocatalítica mejorada (>400 μmol·g ⁻ ¹ · h ⁻ ¹ )
Optimización del rendimiento electrocrómico y de almacenamiento de energía.
2.5.3 Desafíos del nanoescalamiento
Problemas de aglomeración y dispersión
El equilibrio entre preparación y aplicación
Capítulo 3 Tecnología de preparación de óxido de nanotungsteno de alta pureza
3.1 Clasificación y descripción general de los métodos de preparación
3.2 Método en fase gaseosa (CVD, PVD)
3.2.1 Principios y parámetros del proceso
3.2.2 Ventajas y desventajas y escenarios de aplicación
3.3 Método de fase líquida (método hidrotérmico, método solvotérmico, reducción electroquímica)
3.3.1 Explicación detallada del proceso hidrotermal
3.3.2 Control de la morfología por método solvotérmico
3.3.3 Ventajas ecológicas de la reducción electroquímica
3.4 Método de fase sólida (reducción de hidrógeno, mejorada con plasma)
3.4.1 Optimización del proceso de reducción de hidrógeno
3.4.2 Síntesis rápida mejorada con plasma
3.5 Desafíos y soluciones de la nanotecnología
3.6 Comparación entre la preparación industrial y de laboratorio
Capítulo 4 Detección y caracterización de óxido de nanotungsteno de alta pureza
4.1 Descripción general de la tecnología de detección
4.2 Análisis de la composición química (XRF, ICP-MS, determinación del contenido de oxígeno)
4.3 Caracterización de la estructura cristalina (XRD, espectroscopia Raman)
4.4 Análisis de morfología y tamaño de partículas (SEM, TEM, analizador de tamaño de partículas)
4.5 Prueba de propiedades físicas (BET, UV-Vis, conductividad)
4.6 Estándares y procesos de control de calidad
4.7 Problemas y soluciones comunes
Capítulo 5 Tecnología de producción de óxido de nanotungsteno de alta pureza
5.1 Producción a escala de laboratorio (5 g, proceso de horno tubular)
5.1.1 Flujo del proceso y parámetros
5.1.2 Requisitos de equipos e instrumentos
5.2 Producción a escala industrial (100 kg/lote, proceso de horno rotatorio)
5.2.1 Diseño y flujo del proceso
Principio del proceso y mecanismo de reacción
Descripción general del proceso y disposición del equipo
5.2.2 Optimización de parámetros del proceso
Control de temperatura (650-750°C)
Caudal y relación de hidrógeno (5-10 m³/h)
Velocidad del horno y tiempo de residencia (1-2 rpm, 4-6 h)
Ajuste de la velocidad de alimentación (50-100 kg/h)
Monitoreo y retroalimentación en tiempo real
5.2.3 Sistemas de automatización y control
Integración y funcionalidad del sistema PLC
Configuración del sensor (temperatura, caudal, presión)
Operación remota y registro de datos
5.2.4 Gestión y optimización del consumo energético
Estimación del consumo de energía (2-3 kWh/kg)
Recuperación de calor residual y selección de energía
Optimización del aislamiento y mejora de la eficiencia
5.2.5 Consistencia del lote y control de calidad
Medidas de consistencia
5.3 Proceso de inspección de calidad y manejo de excepciones 5.3
Selección y pretratamiento de materia prima
5.3.1 Tipos y requisitos de materia prima
Especificaciones APT y WO₃
Fuente y reciclaje
5.3.2 Proceso de pretratamiento
Trituración y cribado
Precalentar para eliminar el agua y el NH₃
Normas de inspección de calidad
5.3.3 Almacenamiento y transporte
Condiciones de almacenamiento (sellado, a prueba de humedad)
5.4 Tratamiento de gases residuales y subproductos
5.4.1 Composición y fuentes de los gases de escape
NH₃, vapor de agua, H₂ residual
5.4.2 Proceso de tratamiento
Absorción en torre de pulverización (NaOH 2 M)
Adsorción de carbón activado y control de emisiones
5.4.3 Recuperación y utilización de subproductos
Reciclaje de NH₃ para la producción de fertilizantes
Reciclaje de materiales residuales de tungsteno
5.4.4 Normas y seguimiento ambiental
Límite de emisión (NH₃ < 10 ppm)
5.5 Requisitos de seguridad de producción y protección ambiental para el sistema de monitoreo en línea
5.5.1 Medidas de seguridad
Plan de prevención y emergencia de fugas de H₂
Equipos a prueba de explosiones y sistemas de protección contra incendios
5.5.2 Normas de protección ambiental
Objetivos de emisiones de carbono y consumo de energía
Clasificación y tratamiento de residuos
5.5.3 Capacitación del personal y procedimientos operativos
Contenido de la formación en seguridad
Manual de operaciones y requisitos de registro
5.6 Análisis de costos y evaluación económica
5.6.1 Estructura de costos
Costo de la materia prima (APT/ WO₃)
Depreciación de energía y equipos
Costos de mano de obra y mantenimiento
5.6.2 Evaluación económica
Costo estimado por kg (40-50 USD)
Análisis del efecto de escala y de los beneficios
5.6.3 Estrategia de optimización
Reducir el consumo de energía y materias primas
Mejorar la productividad y la automatización
Capítulo 6 Campos de aplicación del óxido de tungsteno nano de alta pureza
6.1 Aplicaciones fotocatalíticas (descomposición del agua, control de la contaminación)
6.1.1 Mecanismo fotocatalítico
6.1.2 Estrategia de optimización del rendimiento
6.1.3 Datos sobre la eficiencia de producción de hidrógeno y la tasa de degradación
6.1.4 Casos reales y aplicaciones industriales
6.2 Aplicaciones electrocrómicas (ventanas inteligentes, pantallas)
6.2.1 Principio electrocrómico
6.2.2 Diseño y rendimiento del dispositivo
6.2.3 Optimización de la tasa de modulación y del tiempo de respuesta
6.2.4 Dispositivos electrocrómicos flexibles
6.3 Aplicaciones de almacenamiento de energía (supercondensadores, baterías de iones de litio)
6.3.1 Mecanismo de almacenamiento de energía y ventajas
Los principios básicos del almacenamiento de energía electroquímica
Nano-WO₂.₉ de alta pureza (alta superficie específica, defectos de oxígeno)
Comparación con materiales tradicionales (grafito, MnO₂ )
6.3.2 Aplicación de supercondensadores
6.3.2.1 Principios básicos de los supercondensadores
Mecanismo de doble capa y pseudocapacitancia
WO₂.₉ (alta conductividad, actividad superficial)
6.3.2.2 Diseño del material del electrodo
Preparación del electrodo de WO₂.₉ puro
Compuestos con materiales de carbono (CNT, grafeno)
Control de morfología (nanopartículas, nanocables)
6.3.2.3 Parámetros de rendimiento
Capacitancia específica (500-700 F/g)
Estabilidad en ciclismo (>10 ⁴ veces)
Potencia y densidad energética (40-50 Wh /kg)
6.3.2.4 Estrategia de optimización
Modificación del dopaje (elementos N, S)
Selección de electrolitos (acuosos vs orgánicos)
Aplicaciones flexibles de supercondensadores
6.3.2.5 Caso de industrialización
Proceso de producción en masa de supercondensadores
Escenarios de aplicación (vehículos eléctricos, estaciones de almacenamiento de energía)
6.3.3 Aplicaciones de las baterías de iones de litio
6.3.3.1 Principio de funcionamiento de las baterías de iones de litio
Mecanismo de inserción del litio y el papel del WO₂.₉
Compatibilidad de electrodos negativos y positivos
6.3.3.2 Diseño del material del electrodo
Síntesis de WO₂.₉ como material de electrodo negativo
Estrategia compuesta con Si y C
Efecto de la nanoestructura en el rendimiento de la inserción de litio
6.3.3.3 Parámetros de rendimiento
Capacidad específica (200-300 mAh /g)
Ciclo de vida (500-1000 veces)
Eficiencia de carga y descarga (>95%)
6.3.3.4 Estrategia de optimización
Recubrimiento de superficie (capa de carbono, polímero)
Combinación de electrolitos y aditivos
Mejora del rendimiento a gran escala
6.3.3.5 Caso de industrialización
Aplicación de WO₂.₉ en la producción de baterías de litio
Casos de vehículos y dispositivos portátiles de nueva energía
6.3.4 Otros sistemas de almacenamiento de energía
Potencial en baterías de iones de sodio
Compatibilidad de baterías de estado sólido con WO₂.₉
Dirección de desarrollo futuro (alta densidad de energía, carga rápida)
6.4 Sensor de gas (detección de NO₂, H₂S)
6.4.1 Mecanismo de detección
6.4.2 Sensibilidad y selectividad
6.4.3 Ventajas de detección de nanoestructuras
6.4.4 Casos de aplicación práctica
6.5 Aplicaciones antibacterianas y biomédicas
6.5.1 Principio de esterilización fotocatalítica
6.5.2 Recubrimientos y dispositivos médicos
6.5.3 Eficacia y seguridad antimicrobianas
6.5.4 Investigación en biocompatibilidad
6.6 Electrónica flexible y campos emergentes
Preparación de WO 2 sobre sustratos flexibles
6.6.2 Aplicaciones de dispositivos portátiles
6.6.3 Campos emergentes (dispositivos cuánticos, materiales de IA)
Capítulo 7 Desafíos y desarrollo futuro del óxido de nanotungsteno de alta pureza
7.1 Desafíos técnicos (control de morfología, estabilidad, costo)
7.2 Producción ecológica y sostenibilidad
7.3 Tendencias de inteligencia y automatización
7.4 Potencial de aplicación emergente (diseño de materiales de IA, dispositivos cuánticos)
7.5 Futuras direcciones y perspectivas de investigación
Capítulo 8 Análisis de casos y guía práctica
8.1 Casos de preparación de laboratorio (nanobarras y películas)
8.2 Casos de producción industrial (optimización de 100 kg/lote)
8.3 Casos de aplicación (fotocatalizadores, ventanas electrocrómicas)
8.4 Solución de problemas y mejora de procesos
8.5 Guía de capacitación para profesionales
Capítulo 9 Diversos problemas de la tecnología de producción de óxido de tungsteno nano de alta pureza (catálogo detallado)
9.1 ¿Cómo controlar la pureza al preparar óxido de tungsteno nano de alta pureza?
9.1.1 Principios y requisitos del control de pureza
9.1.2 Principales factores que afectan la pureza (materias primas, proceso, equipos)
9.1.3 Tecnología de preparación de alta pureza (método químico húmedo, método en fase gaseosa)
9.1.4 Métodos de prueba y verificación de pureza
9.2 ¿Cómo preparar óxido de tungsteno nano de ultra alta pureza?
9.2.1 Definición y requisitos de aplicación de pureza ultraalta (>99,999 %)
9.2.2 Desafíos de la preparación de pureza ultraalta (impurezas traza, control ambiental)
9.2.3 Tecnología de ultrapurificación (intercambio iónico, purificación por destilación)
9.2.4 Análisis de caso: Práctica de preparación de WO₂.₉ de ultraalta pureza
9.3 ¿Cómo eliminar impurezas como Fe en óxido de tungsteno nano de alta pureza?
9.3.1 Fuentes y efectos de impurezas como el Fe
9.3.2 Métodos químicos y físicos para la eliminación de impurezas
9.3.3 Optimización de procesos y estrategia de control de impurezas
9.3.4 Métodos para detectar y evaluar el contenido de Fe
9.4 ¿Cómo lograr nanopartículas al preparar óxido de nano-tungsteno de alta pureza?
9.4.1 Mecanismo de formación de nanopartículas
9.4.2 Factores clave que afectan la nanocristalización (nucleación, crecimiento)
9.4.3 Tecnología de preparación de nanopartículas (método hidrotérmico, método solvotérmico)
9.4.4 Caracterización y optimización de nanopartículas
9.5 ¿Cómo preparar una suspensión de dispersión de óxido de nano-tungsteno de alta pureza?
9.5.1 Propiedades y aplicaciones de las suspensiones de dispersión
9.5.2 Problemas de aglomeración y estabilidad durante la dispersión
9.5.3 Tecnología de dispersión (ultrasonido, modificación de superficies)
9.5.4 Caso de preparación de dispersión y control de calidad
9.6 ¿Cómo preparar partículas de óxido de tungsteno nano de alta pureza?
9.6.1 Definición y uso de pellets
9.6.2 Control del tamaño de partículas y morfología en la preparación de pellets
9.6.3 Tecnología de granulación (secado por aspersión, liofilización)
9.6.4 Pruebas de rendimiento y aplicación de pellets
9.7 ¿Cómo recubrir materiales de óxido de tungsteno nano de alta pureza?
9.7.1 Principios básicos de la tecnología de recubrimiento
9.7.2 Problemas de uniformidad y adhesión durante el recubrimiento
9.7.3 Método de recubrimiento (recubrimiento por pulverización, recubrimiento por centrifugación, rollo a rollo)
9.7.4 Optimización del proceso de recubrimiento y casos de aplicación industrial
apéndice
Apéndice A: Glosario de términos relacionados con el óxido de nanotungsteno de alta pureza
Soporte multilingüe en chino, inglés, japonés, coreano y alemán.
Apéndice B: Plan experimental para la preparación de óxido de nanotungsteno de alta pureza
Procedimiento de laboratorio (escala 5 g, horno de tubo)
Proceso industrial (100 kg/lote, horno rotatorio)
Apéndice C: Lista de patentes relacionadas con el óxido de nanotungsteno de alta pureza
Número de patente, título, resumen
Apéndice D: Lista de normas para óxido de tungsteno nano de alta pureza
Comparación con estándares chinos, japoneses, alemanes, rusos, coreanos e internacionales
Apéndice E: Referencias de óxido de tungsteno nano de alta pureza
Artículos académicos (40 artículos)
Patentes (10 artículos)
Apéndice F: Lista de equipos e instrumentos necesarios para la producción de óxido de nanotungsteno de alta pureza
Equipos de laboratorio e industriales
Apéndice G: Base de datos de morfología y rendimiento de óxido de nanotungsteno de alta pureza
Datos de rendimiento de diferentes formas
Apéndice H: Preguntas frecuentes (FAQ)
Preguntas y respuestas sobre preparación, prueba y aplicación
Capítulo 1 Introducción
1.1 Historia y descubrimiento del óxido de nanotungsteno de alta pureza
El óxido de tungsteno nano de alta pureza, especialmente el óxido de tungsteno azul (BTO) representado por WO₂.₉, es un importante objeto de investigación en la ciencia de los materiales de tungsteno, y su historia se remonta a la exploración química del siglo XIX. En 1867, el químico británico Henry Enfield Roscoe informó por primera vez de la formación de óxido de tungsteno azul en el laboratorio de la Royal Society en Londres. Observó la formación de un compuesto azul oscuro calentando ácido túngstico (H₂WO₄) a unos 500 °C en una atmósfera de hidrógeno (H₂), que más tarde se confirmó que era WO₂.₉ no estequiométrico. Los registros experimentales de Roscoe mostraron que el color del compuesto provenía del estado de oxidación mixto del tungsteno (W ⁵⁺ y W ⁶⁺), e inicialmente especuló que había defectos de oxígeno en su estructura. Su montaje experimental era sencillo, consistía únicamente en un tubo de vidrio y un generador de hidrógeno, pero este descubrimiento no sólo reveló el polimorfismo del elemento tungsteno, sino que también sentó las bases para investigaciones posteriores sobre los óxidos de tungsteno.
Ya en 1781, el químico sueco Carl Wilhelm Scheele descubrió el elemento tungsteno al descomponer scheelita (CaWO₄ ), pero el enfoque de la investigación en ese momento estaba en la extracción de tungsteno metálico, no en la forma de óxido. Scheele usó ácido nítrico para descomponer el mineral y obtener un precipitado de ácido túngstico amarillo, y este proceso se convirtió en el prototipo de la hidrometalurgia moderna. No fue hasta mediados del siglo XIX que el estudio de los óxidos de tungsteno se desarrolló gradualmente con el avance de la tecnología de análisis químico. El experimento de reducción de hidrógeno de Roscoe fue un punto de inflexión clave, y su método inspiró la posterior tecnología de preparación industrial. En la década de 1870, el químico alemán Robert Bunsen verificó aún más este proceso, usando un mechero Bunsen para calentar ácido túngstico y registró las condiciones de formación de óxido de tungsteno azul a diferentes concentraciones de oxígeno, como el color azul era más obvio cuando la concentración de oxígeno era inferior al 5%. Estos primeros estudios se basaban en la operación manual y la precisión del control de temperatura era de solo ±20 °C, pero proporcionaron una valiosa inspiración para el desarrollo teórico de la química del tungsteno.
A principios del siglo XX, la investigación sobre óxidos de tungsteno pasó del laboratorio a la industrialización. En 1905, el químico francés Henri Moissan utilizó un horno de arco eléctrico para reducir el trióxido de tungsteno (WO₃), observó la generación estable de WO₂.₉ a 500-600 °C y registró la ley de su cambio de color con la temperatura (600 °C azul, 800 °C púrpura). El trabajo de Moissan vinculó por primera vez los óxidos de tungsteno con la tecnología metalúrgica. Propuso que el WO₂.₉ podría ser un intermediario en la producción de polvo de tungsteno. Esta idea se verificó en la década de 1920, cuando General Electric comenzó a utilizar WO₂.₉ para preparar filamentos de tungsteno para la producción de lámparas incandescentes. En aquel entonces, el WO₂.₉ tenía un gran tamaño de partícula (aproximadamente 20-50 μm ) y una pureza de tan solo el 97-98 %, limitada por el calentamiento ineficiente de los hornos de lecho fijo (consumo de energía de 6-8 kWh/kg). Moissan también analizó la estabilidad del WO₂.₉ en un entorno ácido y descubrió que su velocidad de disolución era inferior a 0,1 g/l a un pH < 2, lo que respalda teóricamente su aplicación industrial.
El auge de los materiales debido a la Segunda Guerra Mundial, y el valor industrial del óxido de tungsteno azul se destacó aún más. En la década de 1940, la American Tungsten Corporation desarrolló un horno de reducción continua, que aumentó la eficiencia de producción de WO₂.₉ en aproximadamente un 30% y aumentó la pureza al 99%. El proceso implica la reducción de WO₃ con H₂ a 600-700 °C, y el producto se utiliza para fabricar carburo cementado y acero de tungsteno militar, como aleaciones a base de tungsteno para blindaje de tanques (dureza >85 HRA). Durante este período, la investigación sobre WO₂.₉ todavía se realizaba principalmente a nivel micrométrico, y el concepto de nanotecnología aún no había surgido. En la década de 1950, los científicos soviéticos propusieron un método de reducción de múltiples etapas, que optimizó el control del contenido de oxígeno a través del calentamiento paso a paso (500 °C, 650 °C, 800 °C), haciendo que la distribución del defecto de oxígeno del WO 2.3 sea más uniforme y reduciendo la desviación del contenido de oxígeno de ±0,5 % en peso a ±0,3 % en peso , sentando las bases para la tecnología moderna.
Desde el siglo XXI, los avances en nanotecnología han transformado por completo el nanoóxido de tungsteno de alta pureza. Después del año 2000, los investigadores utilizaron el método hidrotérmico (180 °C, 12-24 h, presión 1-2 MPa), la deposición en fase de vapor (CVD, 700 °C, gas portador Ar /H₂) y otras tecnologías para reducir el tamaño de partícula de WO₂.₉ a 50-100 nm y aumentar la superficie específica a 10-40 m²/ g. Este cambio ha demostrado un gran potencial en los campos de la fotocatálisis, el electrocromismo , el almacenamiento de energía, etc. En 2005, un equipo de investigación de la Universidad de Tokio en Japón informó por primera vez que la eficiencia de producción de hidrógeno fotocatalítico de nano WO₂.₉ alcanzó los 300 μmol·g⁻¹ · h⁻¹, superando ampliamente los 50-100 μmol · g⁻¹ · h⁻¹ de los materiales de tamaño micrométrico. CTIA GROUP ha estado involucrado en la producción de óxido de tungsteno desde la década de 1990 y ha sido testigo de esta transformación. Introdujo la nanotecnología después de 2010 y produce alrededor de 500 toneladas de nano WO₂.₉ anualmente, lo que representa el 20% del mercado nacional.
El WO₂.₉ a escala nanométrica no solo mejora el rendimiento, sino que también amplía los escenarios de aplicación. En la década de 2010, una investigación del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) mostró que la brecha de banda (2,4-2,8 eV) del nano-WO₂.₉ es adecuada para la absorción de luz visible, y la conductividad (10 ⁻ ³ -10 ⁻ ² S/cm) admite aplicaciones de almacenamiento de energía. En 2015, el Instituto Max Planck de Alemania reveló la distribución de defectos de oxígeno en la superficie del WO₂.₉ (densidad de aproximadamente 10 ¹ ⁹ -10 ²¹ cm ⁻ ³ ) mediante microscopía de efecto túnel de barrido (STM), lo que proporcionó una explicación microscópica de su actividad fotocatalítica. Como país con abundantes recursos de tungsteno (las reservas representan el 60 % del mundo), China ha tomado la delantera en este campo. En 2018, el programa “Horizonte 2020” de la UE financió un proyecto de división de agua basado en WO₂.₉, con una producción anual de hidrógeno de 1.000 kg (escala de laboratorio), demostrando su potencial en energía limpia.
La historia del nanoóxido de tungsteno de alta pureza también está estrechamente relacionada con el auge de la tecnología de protección ambiental. Después de 2010, la demanda mundial de energía limpia se disparó y las propiedades fotocatalíticas del WO₂.₉ se estudiaron ampliamente. Por ejemplo, la Universidad Nacional Australiana utilizó nano-WO₂.₉ para desarrollar un recubrimiento fotocatalítico con una eficiencia del 90 % en la degradación de COV (compuestos orgánicos volátiles). Su aplicación en el campo del electrocromismo ha impulsado el desarrollo del mercado de ventanas inteligentes, y se espera que el tamaño del mercado global alcance los mil millones de dólares estadounidenses en 2025. CTIA GROUP ha desarrollado una tecnología de reducción asistida por microondas en colaboración con universidades, reduciendo el consumo de energía a 1,5-2 kWh/kg y acortando el tiempo de reacción a 1-2 horas. Estos nodos históricos muestran que el óxido de nanotungsteno de alta pureza ha pasado de ser una curiosidad química en el siglo XIX a un material multifuncional en el siglo XXI, y ha experimentado una profunda transformación de la teoría a la práctica.
estequiométrico ( WO₃, WO₂.₉, WO₂.₈₃, WO₂.₇₂, WO₂)
El tungsteno tiene una variedad de estados de oxidación (+2 a +6) debido a su alta estructura de capa electrónica (5d ⁴ 6s ² ), y sus óxidos muestran una variedad de características no estequiométricas, es decir, compuestos con razones oxígeno-tungsteno (O/W) que se desvían de los números enteros. Estos óxidos difieren significativamente en la estructura cristalina, las propiedades físicas y químicas y los campos de aplicación, y son los principales objetos de investigación de la ciencia de los materiales de tungsteno. La clasificación de los óxidos de tungsteno no estequiométricos no solo refleja la complejidad de la química del tungsteno, sino que también afecta directamente su uso industrial y la selección de tecnología. Esta sección presenta en detalle la composición química, las características estructurales, los métodos de preparación, las diferencias de propiedades y el valor de aplicación de cuatro formas típicas: WO₃ (trióxido de tungsteno), WO₂.₉ (óxido de tungsteno azul), WO₂.₇₂ (óxido de tungsteno púrpura) y WO₂ (dióxido de tungsteno), proporcionando apoyo teórico para los capítulos posteriores.
READ MORE: Guía completa sobre el óxido de tungsteno nano de alta pureza
Customized R&D and Production of Tungsten, Molybdenum Products
Chinatungsten Online and CTIA GROUP LTD have been working in the tungsten industry for nearly 30 years, specializing in flexible customization of tungsten and molybdenum products worldwide, which are tungsten and molybdenum design, R&D, production, and overall solution integrators with high visibility and credibility worldwide.
Chinatungsten Online and CTIA GROUP LTD provide products mainly including: tungsten oxide products, such as tungstates such as APT/WO3; tungsten powder and tungsten carbide powder; tungsten metal products such as tungsten wire, tungsten ball, tungsten bar, tungsten electrode, etc.; high-density alloy products, such as dart rods, fishing sinkers, automotive tungsten crankshaft counterweights, mobile phones, clocks and watches, tungsten alloy shielding materials for radioactive medical equipment, etc.; tungsten silver and tungsten copper products for electronic appliances. Cemented carbide products include cutting tools such as cutting, grinding, milling, drilling, planing, wear-resistant parts, nozzles, spheres, anti-skid spikes, molds, structural parts, seals, bearings, high-pressure and high-temperature resistant cavities, top hammers, and other standard and customized high-hardness, high-strength, strong acid and alkali resistant high-performance products. Molybdenum products include molybdenum oxide, molybdenum powder, molybdenum and alloy sintering materials, molybdenum crucibles, molybdenum boats, TZM, TZC, molybdenum wires, molybdenum heating belts, molybdenum spouts, molybdenum copper, molybdenum tungsten alloys, molybdenum sputtering targets, sapphire single crystal furnace components, etc.
For more information about tungsten chemical products please visit the website: tungsten-powder.com
If you are interested in related products, please contact us:
Email: sales@chinatungsten.com
Tel: +86 592 5129696 / 86 592 5129595
