Chapitre 1 Introduction
En tant qu’oxyde de métal de transition important, l’oxyde de tungstène (WO₃) est devenu un haut lieu de la recherche dans les domaines de la science des matériaux, de la chimie et de l’ingénierie en raison de ses propriétés physicochimiques uniques et de son large potentiel d’application.
1.1 Étudier le fond d’oxyde de tungstène
L’expérience de recherche de l’oxyde de tungstène découle de sa polyvalence dans les secteurs industriel, énergétique et environnemental et de la position stratégique des ressources en tungstène dans l’économie mondiale. Le tungstène est connu pour son point de fusion élevé (3422 °C), sa dureté élevée et sa stabilité chimique, et l’oxyde de tungstène, en tant que l’un des principaux composés du tungstène, est non seulement un intermédiaire clé dans la production de tungstène métallique et de carbure cémenté, mais présente également un grand potentiel dans le domaine de la haute technologie en raison de ses propriétés semi-conductrices (bande interdite 2,6-3,0 eV) et de ses propriétés optiques.
Expérience industrielle et des ressources
Le tungstène est un représentant important des métaux rares, avec des réserves mondiales d’environ 3,3 millions de tonnes, dont la Chine représente plus de 60 %, et est le plus grand producteur et exportateur de tungstène. Selon Tungsten News, la demande mondiale de tungstène devrait atteindre 100 000 tonnes par an en 2025, dont la production d’oxyde de tungstène représente une part importante. Traditionnellement, l’oxyde de tungstène est utilisé pour fabriquer du cuivre de tungstène, du fil de tungstène et d’autres produits en torréfiant de la poudre de tungstène ou en extrayant de la wolframite et de la scheelite. Toutefois, avec l’évolution de la technologie industrielle, son application a été étendue aux domaines des nouvelles énergies, de l’information électronique et de la protection de l’environnement.
Contexte scientifique et technique
Les propriétés semi-conductrices de l’oxyde de tungstène lui confèrent un avantage unique dans les domaines de la photocatalyse, de l’électrochromisme et des capteurs. Il a une bande interdite modérée et peut absorber la lumière visible pour générer des paires de trous d’électrons photogénérées, qui sont utilisées pour décomposer l’hydrogène aquatique ou dégrader les polluants. De plus, ses propriétés électrochromes, qui peuvent passer du transparent au bleu foncé, en font un matériau idéal pour les fenêtres et les écrans intelligents. L’essor de la nanotechnologie a fait progresser la recherche sur l’oxyde de tungstène, et grâce aux progrès de la technologie du tungstène, tels que l’hydrothermale et le dépôt en phase vapeur, les nanoparticules synthétiques présentent une surface et une activité spécifiques plus élevées.
Contexte environnemental et social
Avec l’accent mis à l’échelle mondiale sur le développement durable, l’application de l’oxyde de tungstène dans le domaine de la protection de l’environnement a attiré beaucoup d’attention. Par exemple, ses propriétés photocatalytiques peuvent être utilisées pour le traitement des eaux usées et la purification de l’air, tandis que les applications dans des tissus résistants au feu augmentent la sécurité. Dans le même temps, la fluctuation des prix du tungstène (qui devrait être de 20 à 30 $ US/kg en 2025) reflète l’offre et la demande serrées de ressources, ce qui pousse à la recherche de processus de production efficaces et à faible coût. En outre, les applications biomédicales de l’oxyde de tungstène, telles que la thérapie photothermique, ouvrent également de nouvelles opportunités dans le domaine de la santé.
L’arrière-plan de l’étude de l’oxyde de tungstène est donc enraciné dans son interdisciplinarité multidisciplinaire, qui est soutenue par la base industrielle, poussée par l’innovation technologique et motivée par les besoins sociaux. Ce contexte fournit une base solide pour une étude approfondie de ses propriétés et de ses applications.
répertoire
Chapitre 1 Introduction
1.1 Contexte
1.2 Objectifs de recherche et innovations
1.3 État de la recherche au pays et à l’étranger
Chapitre 2 Informations de base sur l’oxyde de tungstène
2.1 Définition de l’oxyde de tungstène
2.2 La forme et la distribution de l’oxyde de tungstène
2.2 Trioxyde de tungstène et oxyde de tungstène vide d’oxygène/oxyde de tungstène défectueux
2.3 Les caractéristiques du trioxyde de tungstène sont liées à la teneur en oxygène
2.3.1 Relation entre la structure du trioxyde de tungstène et la teneur en oxygène
2.3.2 Relation entre les propriétés du trioxyde de tungstène et la teneur en oxygène
2.3.3 Préparation du trioxyde de tungstène et contrôle de la teneur en oxygène
Chapitre 3 Classification de l’oxyde de tungstène
3.1 Classification de l’oxyde de tungstène en fonction de sa composition chimique
3.1.1 Oxyde de tungstène jaune/trioxyde de tungstène
3.1.2 Oxyde de tungstène orange
3.1.3 Oxyde de tungstène bleu
3.1.4 Oxyde de tungstène violet
3.1.5 Oxyde de tungstène blanc
3.1.6 Dioxyde de tungstène/oxyde de tungstène brun
3.2 Classification de l’oxyde de tungstène en fonction de la structure cristalline
3.2.1 Oxyde de tungstène monoclinique
3.2.2 Oxyde de tungstène orthorhombique
3.2.3 Oxyde de tungstène hexagonal
3.2.4 Oxyde de tungstène cristallin cubique
3.3 Classification de l’oxyde de tungstène sur la base de sa forme physique
3.3.1 Nanoparticules d’oxyde de tungstène
3.3.2 Nanofeuilles d’oxyde de tungstène
3.3.3 Nanofils d’oxyde de tungstène
3.3.4 Nanotiges d’oxyde de tungstène
3.3.5 Nanofleurs d’oxyde de tungstène
3.3.6 Film d’oxyde de tungstène
3.3.7 Blocs d’oxyde de tungstène
3.4 Classification de l’oxyde de tungstène en fonction de la taille des particules
3.4.1 Oxyde de tungstène à gros grains
3.4.2 Oxyde de tungstène à particules ultrafines
3.4.3 Micron d’oxyde de tungstène
3.4.4 Oxyde de tungstène submicronique
3.4.5 Nano oxyde de tungstène
3.4.6 Oxyde de tungstène subnanométrique
3.5 Classification de l’oxyde de tungstène en fonction de sa pureté
3.5.1 Oxyde de tungstène ordinaire
3.5.2 Oxyde de tungstène de haute pureté
Chapitre 4 Structure de l’oxyde de tungstène
4.1 Caractéristiques de la structure cristalline de l’oxyde de tungstène
4.1.1 L’unité de base et la symétrie de la structure cristalline de l’oxyde de tungstène
4.1.2 Arrangement atomique de l’oxyde de tungstène
4.1.3 Défauts et lacunes dans la structure cristalline de l’oxyde de tungstène
4.2 Facteurs influençant la structure cristalline de l’oxyde de tungstène
4.2.1 Effet des conditions de préparation sur la structure cristalline de l’oxyde de tungstène
4.2.1.1 Effet de la température de réaction sur la structure cristalline de l’oxyde de tungstène
4.2.1.2 Effet de la pression de réaction sur la structure cristalline de l’oxyde de tungstène
4.2.1.3 Effet du temps de réaction sur la structure cristalline de l’oxyde de tungstène
4.2.1.4 Effet de l’atmosphère réactionnelle sur la structure cristalline de l’oxyde de tungstène
4.2.1.5 Effet de la vitesse de réaction sur la structure cristalline de l’oxyde de tungstène
4.2.1.6 Effet des précurseurs sur la structure cristalline de l’oxyde de tungstène
4.2.1.7 Effet du solvant sur la structure cristalline de l’oxyde de tungstène
4.2.2 Effet des stimuli externes sur la structure cristalline de l’oxyde de tungstène
4.2.2.1 Effet du rayonnement optique sur la structure cristalline de l’oxyde de tungstène
4.2.2.2 Effet du champ électrique sur la structure cristalline de l’oxyde de tungstène
4.2.2.3 Effet du champ magnétique sur la structure cristalline de l’oxyde de tungstène
4.3 La relation intrinsèque entre la structure et les propriétés cristallines de l’oxyde de tungstène
4.3.1 Liaison de la structure électronique de l’oxyde de tungstène
4.3.1.1 Effet de la structure cristalline de l’oxyde de tungstène sur le transport des électrons
4.3.1.2 Relation entre la structure de la bande d’oxyde de tungstène et la structure cristalline
4.3.2 Liaison de niveau de transport d’ions d’oxyde de tungstène
4.3.2.1 Effet de la structure cristalline de l’oxyde de tungstène sur la diffusion des ions
4.3.2.2 Effet du processus d’intercalation/extraction d’ions sur la stabilité structurelle des cristaux d’oxyde de tungstène
4.3.3 Relation entre les propriétés de surface de l’oxyde de tungstène
4.3.3.1 Effet de la structure cristalline de l’oxyde de tungstène sur l’adsorption de surface
4.3.3.2 Relation entre la structure cristalline de l’oxyde de tungstène et l’état électronique de surface
Chapitre 5 Propriétés physiques et chimiques de l’oxyde de tungstène
5.1 Apparence et couleur de l’oxyde de tungstène
5.2 Densité/densité de l’oxyde de tungstène
5.3 Stabilité thermique de l’oxyde de tungstène
5.3.1 Point de fusion de l’oxyde de tungstène
5.3.2 Température de décomposition de l’oxyde de tungstène
5.3.3 Coefficient de dilatation thermique de l’oxyde de tungstène
5.4 Solubilité de l’oxyde de tungstène
5.5 Dureté et résistance mécanique de l’oxyde de tungstène
5.5.1 Dureté Mohs de l’oxyde de tungstène
5.5.2 Résistance à la compression de l’oxyde de tungstène
5.5.3 Résistance au cisaillement de l’oxyde de tungstène
5.6 Surface spécifique de l’oxyde de tungstène
5.7 Masse volumique apparente de l’oxyde de tungstène
5.8 Propriétés optiques de l’oxyde de tungstène
5.8.1 Absorption de la lumière et propriétés photocatalytiques de l’oxyde de tungstène
5.8.2 Propriétés photochromiques de l’oxyde de tungstène
5.9 Propriétés électriques de l’oxyde de tungstène
5.9.1 Propriétés semi-conductrices de l’oxyde de tungstène
5.9.2 Propriétés électrochromes de l’oxyde de tungstène
5.10 Propriétés thermiques de l’oxyde de tungstène
5.10.1 Stabilité thermique de l’oxyde de tungstène
5.10.2 Propriétés de dilatation thermique de l’oxyde de tungstène
5.11 Sensibilité au gaz de l’oxyde de tungstène
5.12 Réaction redox de l’oxyde de tungstène
5.13 Réaction acide-base de l’oxyde de tungstène
5.14 Propriétés catalytiques de l’oxyde de tungstène
Chapitre 6 Méthode de préparation de l’oxyde de tungstène
6.1 Méthodes traditionnelles de préparation de l’oxyde de tungstène
6.1.1 La méthode traditionnelle de préparation de l’oxyde de tungstène – méthode de réaction en phase solide à haute température
6.1.2 Méthode traditionnelle de préparation de l’oxyde de tungstène-méthode sol-gel/méthode de préparation sol-gel de l’oxyde de tungstène
6.1.3 Méthode traditionnelle de préparation de l’oxyde de tungstène – méthode hydrothermale
6.1.4 La méthode traditionnelle de préparation de l’oxyde de tungstène – méthode du tungstate d’ammonium
6.1.5 Méthode traditionnelle de préparation de l’oxyde de tungstène – méthode de décomposition de l’acide chlorhydrique du tungstate
6.1.6 Méthode traditionnelle de préparation de l’oxyde de tungstène – méthode de décomposition thermique du paratungstate d’ammonium
6.2 Nouvelles méthodes de préparation de l’oxyde de tungstène
6.2.1 Nouvelle méthode de préparation de l’oxyde de tungstène – méthode de dépôt électrochimique
6.2.2 Nouvelle méthode de préparation de l’oxyde de tungstène – méthode de dépôt en phase vapeur
6.2.3 Une nouvelle méthode de préparation de l’oxyde de tungstène – méthode de matrice biologique
Chapitre 7 Équipement de production d’oxyde de tungstène
7.1 L’équipement principal pour la production d’oxyde de tungstène
7.1.1 Équipement de manutention des matières premières
7.1.1.1 Équipement de concassage et de broyage
7.1.1.2 Équipement de criblage et de classement
7.1.2 Équipement de réaction
7.1.2.1 Équipement d’hydrolyse alcaline et d’acidolyse
7.1.2.1 Équipement d’hydrolyse alcaline et d’acidolyse
7.1.2.2 Équipement de calcination et de décomposition thermique
7.1.3 Équipement de séparation et de purification
7.1.3.1 Équipement de séparation solide-liquide
7.1.3.2 Équipement de cristallisation et de recristallisation
7.2 Équipement de production auxiliaire pour l’oxyde de tungstène
7.2.1 Appareil de manutention des matériaux
7.2.1.1 Équipement de convoyage mécanique
7.2.1.2 Équipement de convoyage pneumatique
7.2.2 Équipement de séchage et de refroidissement
7.2.2.1 Équipement de séchage
7.2.2.2 Équipement de refroidissement
7.2.3 Équipement de traitement de la protection de l’environnement
7.2.3.1 Équipement de traitement des gaz résiduaires
7.2.3.2 Équipement de traitement des eaux usées
Chapitre 8 Recherche sur le principe de détection de l’oxyde de tungstène
8.1 Détection-spectroscopie d’oxyde de tungstène
8.1.1 Détection de l’oxyde de tungstène – analyse par spectroscopie de fluorescence X
8.1.2 Détection de l’oxyde de tungstène – spectroscopie Raman
8.2 Détection de l’oxyde de tungstène – analyse électrochimique
8.2.1 Détection de l’oxyde de tungstène – voltampérométrie
8.3 Autres méthodes de détection de l’oxyde de tungstène
8.3.1 Détection de l’oxyde de tungstène – analyse thermogravimétrique
Chapitre 9 Domaines d’application de l’oxyde de tungstène
9.1 Application de l’oxyde de tungstène dans le domaine de l’énergie
9.1.1 Application de l’oxyde de tungstène dans les batteries lithium-ion
9.1.2 Application de l’oxyde de tungstène dans les supercondensateurs
9.1.3 Application de l’oxyde de tungstène dans la séparation photocatalytique de l’eau pour produire de l’hydrogène
9.2 Application de l’oxyde de tungstène dans le domaine de l’environnement
9.2.1 Application de l’oxyde de tungstène dans la purification de l’air
9.2.2 Application de l’oxyde de tungstène dans le traitement des eaux usées
9.3 Application de l’oxyde de tungstène dans le domaine des matériaux intelligents
9.3.1 Application de l’oxyde de tungstène dans les dispositifs électrochromes
9.3.2 Application de l’oxyde de tungstène dans les capteurs de gaz
9.4 Application de l’oxyde de tungstène dans le domaine de l’information électronique
9.4.1 Application de l’oxyde de tungstène dans les transistors à effet de champ
9.4.2 Application de l’oxyde de tungstène dans les dispositifs de mémoire
9.5 Application de l’oxyde de tungstène dans le domaine de la fabrication de machines
9.5.1 Application de l’oxyde de tungstène dans les revêtements d’outils
9.5.2 Application de l’oxyde de tungstène dans des pièces résistantes à l’usure
9.6 Oxyde de tungstène dans les applications biomédicales
9.6.1 Application de l’oxyde de tungstène dans les biocapteurs
9.6.2 Application de l’oxyde de tungstène dans la thérapie photothermique
9.7 Application de l’oxyde de tungstène dans le domaine de l’affichage optique
9.7.1 Application de l’oxyde de tungstène dans les affichages
9.8 Application de l’oxyde de tungstène dans le support catalytique
9.8.1 Application de l’oxyde de tungstène dans les catalyseurs supportés
9.9 Application de l’oxyde de tungstène dans le domaine des tissus ignifuges
9.9.1 Application des tissus ignifuges à l’oxyde de tungstène dans le domaine industriel
9.9.2 Application de tissus ignifuges à l’oxyde de tungstène dans la vie quotidienne
9.9.3 Application des tissus ignifuges à l’oxyde de tungstène dans le domaine des transports publics
9.10 Application de l’oxyde de tungstène dans les films agricoles
Chapitre 10 Sécurité et protection de l’environnement de l’oxyde de tungstène
10.1 Sécurité de l’oxyde de tungstène
10.2 Protection de l’environnement de l’oxyde de tungstène
10.3 Fiche de données de sécurité (FDS) pour l’oxyde de tungstène
Chapitre 11 Normes nationales et étrangères pour l’oxyde de tungstène
11.1 Normes nationales chinoises
11.2 Normes internationales
Chapitre 12 : Faits et chiffres sur l’oxyde de tungstène
12.1 Quels sont les principaux faits de l’oxyde de tungstène
12.2 Toutes les données de l’oxyde de tungstène (propriétés physico-chimiques, paramètres techniques de production et d’application)
Annexe : Glossaire multilingue des termes relatifs à l’oxyde de tungstène (chinois, anglais, japonais, coréen)
Lire le texte intégral: Qu’est-ce que l’oxyde de tungstène
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