目次
第1章 はじめに
1.1 背景
1.2 研究目的とイノベーション
1.3 国内外の研究状況
第2章 黄色三酸化タングステンの基本情報
2.1 黄色の三酸化タングステンの定義
2.2 現在のタングステンの形態と分布
2.3黄色の三酸化タングステンと酸素空酸化タングステン/欠陥のある酸化タングステン
2.3.1 黄色の三酸化タングステンと青色の酸化タングステン
2.3.2 タングステンと紫色の酸化タングステン
2.3.3 タングステンと茶色の酸化タングステン
2.4 タングステンの特性は酸素含有量に関連しています
2.4.1 黄色三酸化タングステンの構造と酸素含有量の関係
2.4.2 黄色の三酸化タングステンの特性と酸素含有量の関係
2.4.3 黄色三酸化タングステンの調製と酸素含有量の制御
第3章黄色三酸化タングステンの分類
3.1 純度に基づく黄色三酸化タングステンの分類
3.1.1 普通の黄色の三酸化タングステン
3.1.2 高純度黄色三酸化タングステン
3.2 結晶構造に基づく黄色三酸化タングステンの分類
3.2.1 単斜晶系タングステン
3.2.2 斜方晶タングステン
3.2.3 六角形タングステン
3.2.4立方晶/正方晶黄色三酸化タングステン
3.2.4 Triclinicタングステン
3.3 物理的形状に基づく黄色三酸化タングステンの分類
3.3.1 タングステンナノ粒子
3.3.2 タングステンナノシート
3.3.3 タングステンナノワイヤー
3.3.4 タングステンナノロッド
3.3.5 タングステンナノフラワー
3.3.6 タングステンナノチューブ
3.3.7 タングステン中空ボール
3.4 粒子サイズに基づく黄色三酸化タングステンの分類
3.4.1 粗粒黄色三酸化タングステン
3.4.2 超微粒子黄色三酸化タングステン
3.4.3ミクロン黄色三酸化タングステン
3.4.4 サブミクロンのキサントレア
3.4.5 ナノイエロー三酸化タングステン
3.4.6 サブナノイエロー三酸化タングステン
第4章 黄色三酸化タングステンの結晶構造
4.1 黄色三酸化タングステンの結晶構造の基本理論
4.1.2 タングステンの原子配列
4.1.2 タングステン結晶学の基礎知識(結晶系、格子など)
4.1.3 タングステンが属する結晶構造の種類
4.2 タングステンの結晶構造に影響を与える要因
4.2.1 タングステンの結晶構造に及ぼす調製条件の影響
4.2.1.1 反応温度がタングステン結晶の構造に及ぼす影響
4.2.1.2 タングステンの結晶構造に及ぼす反応圧力の影響
4.2.1.3 タングステン結晶の構造に及ぼす反応時間の影響
4.2.1.4 反応雰囲気がタングステンの結晶構造に及ぼす影響
4.2.1.5 タングステン結晶の構造に及ぼす反応速度の影響
4.2.1.6 タングステンの結晶構造に及ぼす前駆体の影響
4.2.1.7 タングステン結晶の構造に及ぼす溶剤の影響
4.2.2 黄色三酸化タングステンの結晶構造に対する外部刺激の影響
4.2.2.1 タングステン結晶の構造に及ぼす光放射の影響
4.2.2.2 タングステン結晶の構造に及ぼす電界の影響
4.2.2.3 タングステン結晶の構造に及ぼす磁場の影響
4.3 タングステン結晶の構造と特性の本質的な関係
4.3.1 タングステンの結晶構造と電子構造の関係
4.3.1.1 タングステン結晶構造が電子輸送に及ぼす影響
4.3.1.2 タングステンバンド構造と結晶構造の関係
4.3.2 タングステン結晶の構造とイオン輸送面の関係
4.3.2.1 タングステン結晶構造がイオン拡散に及ぼす影響
4.3.2.2 イオンインターカレーション/抽出プロセスがタングステン結晶の構造安定性に及ぼす影響
4.3.3 タングステンの結晶構造と表面特性の関係
4.3.3.1 タングステン結晶構造が表面吸着に及ぼす影響
4.3.3.2 タングステン結晶構造と表面電子状態の関係
4.3.4 タングステン結晶構造と機械的特性の関係
4.3.5 タングステン結晶構造と光学特性の関係
4.3.6 タングステン結晶構造と触媒特性の関係
4.4 タングステンの結晶構造の実験的決定
4.4.1 X線回折技術の原理
4.4.2 中性子回折技術の構造決定への応用
第5章黄色三酸化タングステンの物理的および化学的性質
5.1 タングステンの外観と色
5.2 タングステンの密度/比重
5.3黄色三酸化タングステンの熱安定性
5.3.1 黄色三酸化タングステンの融点
5.3.2 タングステンの分解温度
5.3.3 タングステンの熱膨張係数
5.4 黄色三酸化タングステンの溶解度
5.5 黄色三酸化タングステンの触媒特性
5.6 タングステンの比表面積
5.7 タングステンの密度が緩い
5.8 黄色三酸化タングステンの光学特性
5.8.1 タングステンの光吸収と光触媒特性
5.8.2 タングステンのフォトクロミック特性
5.9 黄色三酸化タングステンの電気的性質
5.9.1 タングステンイエローの半導体特性
5.9.2 タングステンのエレクトロクロミック特性
5.10 黄色三酸化タングステンの熱的性質
5.10.1 タングステンの熱安定性
5.10.2 タングステンの熱膨張特性
5.11黄色三酸化タングステンのガス感受性
5.12 黄色-タングステン酸化還元反応
5.13 黄色三酸化タングステンの酸塩基反応
第6章 黄色三酸化タングステンの調製方法
6.1 黄色三酸化タングステンの伝統的な調製方法
6.1.1 黄色三酸化タングステンの伝統的な調製方法 – 高温固相反応法
6.1.2 黄色三酸化タングステン – ゾル – ゲル法の伝統的な調製方法
6.1.3 黄色三酸化タングステンの伝統的な調製方法 – 水熱法
6.1.4 黄色三酸化タングステンの伝統的な調製方法 – タングステン酸アンモニウム法
6.1.5 黄色三酸化タングステンの伝統的な調製方法 – タングステン酸塩の塩酸分解法
6.1.6 黄色三酸化タングステンの伝統的な調製方法 – パラタングステン酸アンモニウムの熱分解法
6.2 黄色三酸化タングステンの新しい調製方法
6.2.1 黄色三酸化タングステンの新しい調製方法 – 電気化学堆積
6.2.2 黄色三酸化タングステンの新しい調製方法 – 蒸着法
6.2.3 黄色三酸化タングステンの新しい調製方法 – 生物学的テンプレート法
第7章黄色三酸化タングステン製造装置
7.1 高温固相反応法による黄色三酸化タングステンの調製のための基幹装置
7.1.1 原材料取扱機器
7.1.1.1 クラッシャー
7.1.1.2 ボールミル
7.1.2 成形設備
7.1.2.1 タブレットプレス
7.1.3 高温焼結装置
7.1.3.1 高温炉
7.1.3.1 温度制御システム
7.1.4 雰囲気制御装置
7.1.4.1 雰囲気炉
7.1.4.2 ガス供給システム
7.1.5 冷却装置
7.1.5.1 フリークーリング装置
7.1.5.2 強制冷却装置
7.1.6 後処理装置
7.1.6.1 研削装置
7.1.6.2 スクリーニング装置
7.2ゾルゲル法による黄色三酸化タングステンの調製のためのコア機器
7.2.1 ミキシング機器
7.2.1.1 機械式攪拌機
7.2.2 暖房設備
7.2.2.1 サーモスタットウォーターバス
7.2.2.2 オーブン
7.2.3 反応容器
7.2.3.1 原子炉
7.2.4 研削装置
7.2.4.1 臼と乳棒
7.2.4.2 遊星ボールミル
7.2.5 ろ過および洗浄装置
7.2.5.1 吸引ろ過装置
7.2.5.2 遠心分離機
7.3電気化学堆積による黄色三酸化タングステンの調製のためのコア機器
7.3.1 電解槽
7.3.2 電極
7.3.3 電源装置
7.3.4 電解質の構成および貯蔵装置
7.3.4.1 ミキシング機器
7.3.4.2 ストレージコンテナ
7.3.5 暖房および冷却装置
7.3.6 ろ過装置
7.3.7 分析および試験装置
7.4物理蒸着による黄色三酸化タングステンの調製のためのコア機器
7.4.1 蒸発源装置
7.4.2 真空システム
7.4.3 基板加熱および冷却装置
7.4.4 膜厚監視装置
7.5化学蒸着による黄色三酸化タングステンの調製のためのコア機器
7.5.1 反応チャンバー
7.5.2 ガス供給システム
7.5.3 暖房システム
7.5.4 真空システム
7.5.5 排ガス処理システム
7.6生物学的テンプレート法による黄色三酸化タングステンの調製のためのコア機器
7.6.1 反応容器
7.6.2 暖房器具
7.6.3 ミキシング機器
7.6.4 温度制御機器
7.6.5 ろ過装置
7.6.6 乾燥装置
7.7 特性評価装置
7.7.1 X線回折計
7.7.2 走査型電子顕微鏡
7.7.3 透過型電子顕微鏡
7.7.4 UV-Vis分光光度計
第8章 黄色三酸化タングステンの検出原理に関する研究
8.1 タングステン検出 – 分光法
8.1.1 黄色三酸化タングステン検出 – 蛍光X線分光分析
8.1.2 タングステン検出 – ラマン分光法
8.2 タングステン検出 – 電気化学分析
8.2.1 黄色の三酸化タングステン検出 – 火山電流計
8.3 その他の黄色三酸化タングステン検出方法
8.3.1 タングステン検出 – 熱重量分析
第9章:黄色の三酸化タングステンの応用分野
9.1 タングステン製品における黄色三酸化タングステンの応用
9.1.1 タングステン粉末の調製における黄色三酸化タングステンの応用
9.1.2 タングステンワイヤー製造における黄色三酸化タングステンの応用
9.1.3 タングステンバーの製造における黄色三酸化タングステンの適用
9.1.4 タングステン銅合金における黄色三酸化タングステンの応用
9.1.5 タングステン-ニッケル-鉄合金における黄色三酸化タングステンの応用
9.1.6 超硬合金における黄色三酸化タングステンの適用
9.2 環境分野での黄色三酸化タングステンの応用
9.2.1 空気浄化における黄色三酸化タングステンの応用
9.2.2 下水処理における黄色三酸化タングステンの適用
9.3 スマートマテリアルの分野における黄色三酸化タングステンの応用
9.3.1 エレクトロクロミックデバイスにおける黄色三酸化タングステンの応用
9.3.2 ガスセンサーへのタングステンの応用
9.4 電子情報分野における黄色三酸化タングステンの応用
9.4.1 電界効果トランジスタへのタングステンの応用
9.4.2 メモリデバイスにおけるタングステンフラバムの応用
9.5 機械製造分野における黄色三酸化タングステンの応用
9.5.1 工具コーティングへのタングステンの応用
9.5.2 耐摩耗性部品へのタングステンの応用
9.6 生物医学的応用におけるタングステン
9.6.1 バイオセンサーにおけるタングステンの応用
9.6.2 光温熱療法における黄色三酸化タングステンの応用
9.7 光学ディスプレイの分野における黄色三酸化タングステンの応用
9.7.1 ディスプレイへのタングステンの応用
9.8触媒担体における黄色三酸化タングステンの応用
9.8.1 担持触媒への黄色三酸化タングステンの応用
9.9 耐火布地の分野での黄色三酸化タングステンの応用
9.9.1 産業分野でのタングステン耐火布の応用
9.9.2 日常生活におけるタングステン耐火布地の適用
9.9.3 公共交通機関におけるタングステン耐火布地の適用
9.10 農業用フィルムへの黄色三酸化タングステンの応用
9.11 エネルギー分野での黄色三酸化タングステンの応用
9.11.1 リチウムイオン電池への黄色三酸化タングステンの適用
9.11.2 スーパーキャパシタへのタングステンの応用
9.11.3 水素への光触媒水分解における黄色三酸化タングステンの応用
第10章黄色三酸化タングステンの安全性と環境保護
10.1 タングステンの安全性問題
10.2 黄色三酸化タングステンの環境保護
10.3 黄色の三酸化タングステンの安全データシート(MSDS)
第11章黄色三酸化タングステンの国内外の規格
11.1 中国の国家規格
11.2 国際規格
11.3 ヨーロッパ、アメリカ、および世界中の他の国々における黄色の三酸化タングステン規格
第12章黄色三酸化タングステンの事実と数字
12.1 タングステンの主な事実は何ですか?
12.2タングステンのすべてのデータ(物理化学的特性、製造および応用技術パラメータ)
付録:黄色の三酸化タングステン用語の多言語用語集(中国語、英語、日本語、韓国語)
参照
第1章 はじめに
重要な機能性材料として、三酸化タングステン(WO₃)は、その優れた物理的および化学的特性(バンドギャップ2.6〜2.8 eV、密度7.16 g/cm³など)と多様なアプリケーションシナリオにより、材料科学、エネルギー、環境、エレクトロニクスの分野で大きな注目を集めています。エレクトロクロミック(70（光透過率の変化>)、光触媒）光触媒（水素生成>1 mmol/h·g)、電気化学的活性（比容量>500 F/g)、熱安定性）(分解温度>1700°C)など、タングステンイエローのユニークな特性により、スマートマテリアル、エネルギー貯蔵デバイス、触媒に最適です。この章では、研究の背景、研究目的と革新、国内外の研究状況の3つの側面から、黄色三酸化タングステンの研究意義と科学的価値を体系的に説明しています。
1.1 背景
タングステン化合物ファミリーの重要なメンバーとして、黄色の三酸化タングステンは、タングステン酸鉱物(例えば、灰重石、WO₃含有量>50 )に広く見出されています。湿式製錬(収率>95%)または高温焙煎(純度>99.9%)によって精製されます。世界のタングステン資源埋蔵量は約350万トンで、主に中国(>50%を占める)、ロシア、オーストラリアに分布し、年間生産量は約8〜10万トンで、そのうち黄色の三酸化タングステンはタングステン製品(タングステン粉末、タングステンワイヤー)の前駆体として重要な位置を占めています(市場規模>10億米ドル/年)。近年、ナノテクノロジーの発展に伴い、スマートウィンドウ(省エネ>20%)、リチウムイオン電池(容量>200mAh / g)、光触媒水分解(太陽エネルギー利用率>5%)などのハイテク分野での黄色タングステンナノ材料(粒子サイズ20〜200nm、比表面積>50m²/ g)の応用が急速に拡大しています。
タングステンイエローの研究背景は、世界的なエネルギー危機、環境汚染、インテリジェントな製造の需要と密接に関連しています。エネルギー分野では、クリーンエネルギー(水素など、市場の需要成長率が年間10%>)と効率的なエネルギー貯蔵(スーパーキャパシタ、電力密度>10kW/kgなど)が、光触媒水素製造および電極材料へのタングステンの使用を推進しています。環境分野では、黄色の三酸化タングステンの光触媒劣化(有機物除去率>90%)とガスセンシング(検出限界<0.1ppm)が、空気浄化や排水処理の解決策となっています。スマートマテリアルの分野では、タングステンのエレクトロクロミック特性とガス感受性特性が、スマートディスプレイ(応答時間<1秒)とセンサー(感度>100)の開発を支えています。また、耐火布地(LOI>30%)、農業用フィルム(温度上昇>2°C)、バイオメディシン(光熱滅菌率>99%)などの新興分野でのタングステンの応用により、その市場ポテンシャルはさらに広がりました(成長率>8%/年)。
しかし、黄色三酸化タングステンの製造と応用には、高エネルギー消費(1〜5 kWh/kg)、廃棄物排出(W<0.5 mg/L)、ナノ材料の安全性(粉塵<10 mg/m³)などの課題があります。これらの問題により、学界や産業界は、結晶構造(単斜晶系、六角形など)、調製方法(水熱法、蒸着)、および性能最適化(導電率を>30%)向上させるためのドーピングを研究するようになりました。したがって、黄色三酸化タングステンの特性、調製および適用の体系的な研究は、科学的な意義が強いだけでなく、グリーン製造と持続可能な開発(炭素排出目標<0.1kg / kg)を促進するための実用的な価値を持っています。
1.2 研究目的とイノベーション
この研究の目的は、黄色三酸化タングステンの基本特性、調製技術、検出方法、およびマルチフィールドアプリケーションを包括的かつ体系的に調査し、その科学研究と工業化のための理論的ガイダンスと実用的な参照を提供することです。具体的な研究目的としては、まず、黄色三酸化タングステンの物理化学的性質(バンドギャップ、密度、溶解度)と結晶構造(単斜晶系、六方晶系)の内部関係を解明し、その構造と物性の関係(電子輸送、イオン拡散)を明らかにすること。次に、黄色の三酸化タングステンの従来の調製方法(高温固相法、ゾルゲル法)と新しい調製方法(電気化学堆積法、生物学的テンプレート法)を整理し、プロセスパラメータ(エネルギー消費<1kWh / kg、収率>95%)を整理しました。第三に、タングステン製品(炭化物硬度>90HRA)、エネルギー(電池容量>200mAh / g)、環境(劣化率>90%)、スマートマテリアル(着色効率>50cm²/ C)の分野でのタングステンの応用可能性を分析し、性能改善戦略(ドーピングとコンパウンド)を提案しました。最後に、黄色三酸化タングステンの安全性(LD50>2000 mg/kg)と環境負荷(廃棄物W<0.1 mg/L)が評価され、グリーン生産と標準化(適合率95%)の提案>提出されました。
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