什么是钨青铜化合物?
钨青铜化合物是一种含钨的非整比化合物,其化学式通常表示为MxWO3,其中M代表金属元素(如碱金属、碱土金属、铵离子和稀土金属离子等),x是一个介于0和1之间的数值。以下是对钨青铜化合物的详细解释:
一、钨青铜化合物的基本特性
钨青铜化合物的外观与颜色
钨青铜化合物外貌似铜,具有金属光泽,且颜色和理化性质随M和x值的不同而发生变化。例如,当M为金属Na时,NaxWO3的颜色随x值的减小而从金黄色变到淡蓝灰色;当M为NH4+时,(NH4)xWO3的颜色为蓝色;当M为金属Cs时,Cs0.33WO3的颜色为蓝黑色。
钨青铜化合物的结构与形态
钨青铜化合物的结构主要有四方晶系和斜方晶系两种。四方晶系的单元原胞含有10个[BO6]氧八面体,它们沿C轴方向共角相连;斜方晶系则可视为沿四方单胞的对角线进一步畸变而造成。此外,钨青铜化合物通常呈立方晶体或四方晶体形态。
钨青铜化合物的化学性质
钨青铜化合物具有高的化学惰性,不溶于水,也不溶于除氢氟酸以外所有的酸,但溶于碱性试剂。它们还具有一定的催化性能,如可用作一氧化碳氧化反应的催化剂和燃料电池中的除气剂。
二、钨青铜化合物的物理性质
钨青铜化合物的导电性
钨青铜化合物的导电性或半导体性能取决于M的种类和x的数值。例如,当Na∶WO3比值大于0.3时,NaxWO3的电阻温度系数为正值,稳定性较差,具有半金属性质;小于0.3时则为负值,是半导体。
三、钨青铜化合物的制备方法
钨青铜化合物的制备方法多种多样,主要包括湿化学法、热还原法和电化学法等。湿化学法是最早被应用到制备钨青铜的方法,其中水热合成法是湿化学法中最为重要的办法。热还原法主要包括相/相加热还原法和热分解法。电化学法则是制备氢钨青铜和锂钨青铜等特定种类钨青铜的常见方法。
四、钨青铜化合物的应用领域
钨青铜化合物因其优异的性质而广泛应用于多个领域:
储能
钨青铜可以用作蓄电池的负极材料。
涂料
如Cs0.33WO3因其近红外吸收特性好、耐候性佳、电阻率低等特性,能用来制作隔热涂料、窗膜等。
石油化工
钨青铜可以用作石油化工的催化剂。
光学
钨青铜在激光倍频、电光调制、光学信息处理等领域也有应用。
其他
还可用于超导、湿度传感器、固体燃料电池等技术领域。此外,如铯钨青铜还可以用作癌症的治疗材料、普通玻璃的改性剂、纺织纤维的功能性原料等。
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