钨酸铵,亦称水合氧化钨铵,作为典型的钨酸盐,其英文名为Ammonium tungstate,独特的化学式为(NH4)10W12O41~xH2O。其纯度极高,达到99.99%以上,因其卓越的物理化学特性,被众多领域所青睐,特别是在光电和储能领域有着广泛的应用。
2. 钨酸铵的物理性质
钨酸铵呈无色单斜棱柱状晶体或粉末状,其溶于水(在20℃时,溶解度低于2%),不溶于醇类。值得注意的是,它的热稳定性相对较差。当加热至100℃时,会失去四分子结晶水;若温度继续升高,则会分解为氧化钨(WO3)、氨气和水。
3. 钨酸铵的生产工艺
其一为中和法。通过黑钨矿的碱解过程,与氯化钙反应生成钨酸钙,再经盐酸分解后与氨水作用,从而得到钨酸铵。
其二为蒸发法。在工业生产中,将钨酸铵原料溶解于氨水中进行蒸发结晶。但此过程中,由于液固比较大、蒸发时间较长,可能导致杂质如铁离子混入产物中。温度梯度和碱度传质不均的问题也可能导致钨酸铵微小粒子生长速率不同,从而引发晶粒包晶和裹晶问题,这进一步影响了产品的纯度。
4. 钨酸铵的多元用途
除了可用于制备其他钨化合物如氧化钨、金属钨粉、磷钨酸铵等,钨酸铵还是生产润滑剂、缓蚀剂、肥料、脱氮催化剂等多种化工品的关键原料。在荧光材料、电极材料、光电材料、超导材料以及储氢材料等领域也有广泛应用。
在制备亚微米钨粉的过程中,循环氧化还原法被广泛采用。实验结果表明,通过多次的氧化和还原过程,可以获得粒度更小、分布更均匀的W粉。例如,将第一次还原的W粉先氧化再还原后得到的粉末中,0.1至0.5μm之间的颗粒占比高达94.81%,其比表面积也显著增加至2.684m2/g。