从钨酸钠溶液中制备焦绿石型氧化钨的研究

摘要

焦绿石型氧化钨(H2W2O7)具有特殊的三维孔道结构和介稳性质，在光电化学、功能材料和传感等领域展示出良好的应用前景，此外，H2W2O7还可作为中间产品用于工业化生产WO3。水热法制备H2W2O7具有其他方法不可比拟的优势，但水热法存在成本高、反应时间长、产品质量差等缺点。因此，如何强化H2W2O7的制备过程实现低成本制备优质产品成为该法迫切需要解决的问题。
　　 本文以直接从钨酸钠溶液中制备H2W2O7为主要研究内容，探索了制备H2W2O7的新方法，着重研究了水热条件对制备过程的影响，采用XRD、TGA-DSC、IR和SEM等手段对实验产品进行测试表征，用化学分析法确定了H2W2O7产品中Na元素的含量，运用离子置换法脱除了产品中大部分的Na元素。研究结果表明:(1)晶种分解和溶析结晶法均不适合生产H2W2O7，但溶析结晶法为制备Na2WO4和Na2W2O7提供了新思路。(2)水热法制备H2W2O7的过程中，当C(Na2WO4)=150g/L，T=126℃，t=11h时，添加草酸65g/L，反应率达到最大值91％;添加剂C能提高反应率，H2W2O7晶种则可以加快反应速率。H2W2O7析出的直接前驱体可能是W7O246-离子，而溶液中少量的Fe2+离子会使析出机理发生转变。(3) H2W2O7产品在30～450℃内连续失水，温度低于340℃时仍然保持焦绿石型结构稳定。SEM照片表明产品具有立方晶型特征，而表面活性剂能改变产品形貌。(4)Na元素为产品中不可避免的杂质，其含量在3.3～4.9％之间，离子置换法能将Na含量降低到0.3％左右。

目录

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摘要

第一章 文献综述

1．1 我国钨工业现状

1．1．1 我国钨工业技术的进步

1．1．2 我国钨工业现存的问题

1．2 焦绿石型氧化钨研究进展

1．2．1 焦绿石型氧化钨制备研究进展

1．2．2 焦绿石型氧化钨水热合成机理

1．2．3 焦绿石型氧化钨应用进展

1．2．4 焦绿石型氧化钨制备存在的问题

1．3 论文研究意义、内容及目的

第二章 实验研究方法

2．1 实验原料和药剂

2．2 实验设备

2．3 实验分析

2．3．1 氧化钨浓度分析

2．3．2 产品中钠含量分析

2．4 说明

第三章 焦绿石型氧化钨制备方法探索

3．1 晶种分解制备H2W2O7

3．2 溶析结晶制备H2W2O7

3．3 小结

第四章 水热法制备焦绿石型氧化钨的研究

4．1 温度对制备H2W2O7的影响

4．2 添加剂C对制备H2W2O7的影响

4．2．1 预先加入添加剂C对反应率的影响

4．2．2 间断加入添加剂C对反应率的影响

4．2．3 先加入添加剂C再添加草酸对反应率的影响

4．3 晶种对制备H2W2O7的影响

4．4 铁对反应率的影响

4．4．1 不同反应容器对反应率的影响

4．4．2 不同价态铁对反应率的影响

4．5 草酸添加量对反应率的影响

4．6 水热合成前驱体分析

4．7 小结

第五章 焦绿石型氧化钨的表征

5．1 XRD分析

5．2 TGA-DSC分析

5．3 SEM分析

5．4 小结

第六章 焦绿石型氧化钨产品除钠

6．1 灼烧除钠

6．2 置换除钠

6．3 小结

第七章 结论与展望

7．1 结论

7．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的论文