酸化タングステン(VI)（ 三 酸化タングステン とも呼ばれる）は、酸素と遷移金属タングステンの化合物で、化学式はWO₃である。この化合物は、タングステン酸H₂WO₄ と の関係 を反映し て、 タングステン 酸 無水物 と も呼ばれる。淡黄色の結晶性固体である。[ 1 ]
酸化タングステン(VI)は、天然では水和物 の形で存在し、これにはタングステン鉱 WO 3 · H 2 O 、メイマサイト WO 3 · 2H 2 O 、およびハイドロタングステン鉱 （メイマサイトと同じ組成だが、H 2 WO 4
構造と特性 三酸化タングステンの結晶構造は温度に依存します。740 °C以上では正方晶 、 330 ～ 740 °Cでは斜方晶 、 17 ～ 330 °C では単斜晶 、-50 ～ 17 °C では三斜晶 、-50 °C 以下では再び単斜晶になります。[ 3 ] WO 3 空間群 P2 1 /nの単斜晶です。[ 2 ]
純粋な化合物は電気絶縁体ですが、 WO 2.90 W 20 O 58 二酸化物 WO 2 を [ 1 ] [ 4 ]
ナトリウムをドープした酸素欠乏のWO 3 c = 80〜90 Kの超伝導 の兆候が報告されている。これが確認されれば、これらは銅を含まない初の超伝導材料となり、T c は常圧での液体窒素の沸点よりも高くなる。[ 4 ] [ 5 ]
結晶学 三酸化タングステンは複数の多形体として存在し、その構造はX線結晶構造解析 と中性子回折 によって精密に解明されている。各相は、歪んだWO₆ 八
三酸化タングステン（WO₃ ）は 、
正方晶 斜方晶系 単斜晶系 三斜晶系 （-50～17℃）−50 °C以下では第2の単斜晶相となる。 特定の条件下で合成された 六角形 最も一般的な常温常圧相は単斜晶系で、空間群はP2 1 /n であり、角で連結された歪んだWO 6
正方晶WO3 この高温相は740℃以上で観察されるが、近年の研究では具体的な結晶学的データは個別に表にまとめられていないことが多い。この相は比較的対称性の高いWO₆ 八
斜方晶系 WO 3 空間群： Pmnb （No. 62）格子定数（Å）： a = 7.341(4)、b = 7.570(4)、c = 7.754(4)角度 (°): α = β = γ = 90°細胞体積： 430.90 ų Z: 8温度： 873 K圧力： 大気圧R値： 0.061参考文献： Salje, E. (1977). Acta Crystallographica Section B , 33(2), 574–577. [ 6 ]
単斜晶系WO3 空間群： P1/c1 （No. 7）格子定数（Å）： a = 5.27710(1)、b = 5.15541(1)、c = 7.66297(1)角度 (°): α = γ = 90°、β = 91.7590(2)細胞体積： 208.38 ų Z: 4温度： 5 K圧力： 大気圧R値： 0.09参考文献: Salje, EKH et al. (1997). Journal of Physics: Condensed Matter , 9, 6563–6577. [ 6 ] WO 3 三斜晶構造
三斜晶系WO 3 空間群： P−1 （No. 2）格子定数（Å）： a = 7.309(2)、b = 7.522(2)、c = 7.678(2)角度 (°): α = 88.81(2)、β = 90.92(2)、γ = 90.93(2)細胞体積： 421.92 ų Z: 8温度： 室温圧力： 大気圧R値： 0.05参考文献: Diehl, R. et al. (1978). Acta Crystallographica Section B , 34, 1105–1111. [ 6 ]
六方晶WO3 WO₃ の
空間群： P6/mmm （No. 191）格子定数（Å）： a = 7.298(2)、c = 3.899(2)角度 (°): α = β = 90°、γ = 120°細胞体積： 179.84 ų Z: 3温度： 室温圧力： 大気圧R値： 0.055参考文献: Gérand, B. et al. (1979). Journal of Solid State Chemistry , 29, 429–434. [ 6 ]
準備
工業 タングステン三酸化物は、タングステン鉱石からタングステンを回収する際の中間体として得られる。[ 7 ] アルカリ で処理して可溶性タングステン 酸塩を生成することができる。あるいは、CaWO4 （灰重石） を HCl と反応させてタングステン酸 を生成し、それが高温でWO3 と [ 7 ]
CaWO 4 + 2 HCl → CaCl 2 + H 2 WO 4 H₂WO₄ → H₂O + WO₃
研究室 WO 3 を合成するもう 1 つの一般的な方法は、酸化条件下でパラタングステン酸アンモニウム (APT)を焼成する ことです。 [ 2 ]
(NH 4 ) 10 [ H 2 W 12 O 42 ] · 4 H 2 O → 12 WO 3 + 10 NH 3 + 10 H 2 O
反応 三酸化タングステンは、炭素ガス または水素 ガスで還元することにより、純粋な金属を得ることができる。
2 WO 3 + 3C → 2 W + 3 CO 2 (高温)WO 3 + 3 H 2 → W + 3 H 2 O (550–850 °C) [ 8 ]
参考文献 1 2 3 4 5 6 J. Christian、RP Singh Gaur、T. Wolfe、JRL Trasorras (2011):タングステン化学品とその応用 。国際タングステン産業協会発行のパンフレット。 1 2 3 4 Lassner, Erik および Wolf-Dieter Schubert (1999).タングステン：元素、合金、化合物の特性、化学、技術 . ニューヨーク：Kluwer Academic. ISBN 978-0-306-45053-2 。 ↑ HA Wriedt (1898): 「OW（酸素-タングステン）系」。 合金相図速報 、第10巻、368-384ページ。doi : 10.1007 /BF02877593 1 2 A. Shengelaya、K. Conder、KA Müller (2020):「酸化タングステン WO 2.90 における 94 K までのフィラメント状超伝導の兆候」。Journal of Superconductivity and Novel Magnetism : 10.1007 /s10948-019-05329-9 ↑ S. Reich および Y. Tsabba (1999): 「Na をドープした WO 単結晶表面における 2 次元超伝導相の核生成の可能性」 European Physical Journal B 、第 9 巻、1–4 ページ。 doi : 10.1007/s100510050735 S2CID 121476634 1 2 3 4 Sundberg, M. (1976-07-15). "同族系列 WnO3n−2 の一員である W25O73 の結晶構造と欠陥構造" . Acta Crystallographica Section B: Structural Crystallography and Crystal Chemistry . 32 (7): 2144– 2149. Bibcode : 1976AcCrB..32.2144S . doi : 10.1107/S0567740876007280 . ISSN 0567-7408 . 1 2 3 パトナイク、プラディヨット（2003）。 無機化合物ハンドブック 。マグロウヒル 。ISBN 978-0-07-049439-8 2009年6月6日 に取得 。↑ 「タングステンの製造方法：鉱石から完成金属まで」 。Biology Insights 。2025年8月28日。 2025年9月3日 取得 。 ↑ メルク（2006）： 「三酸化タングステン」。メルクインデックス 、第14巻。 ↑ David E Williams、Simon R Aliwell、Keith FE Pratt、Daren J. Caruana、Roderic L. Jones、R. Anthony Cox、Graeme M. Hansford、John Halsall (2002): 「オゾン測定用ガスセンサーとしてのタングステン酸化物半導体の応答モデリング」。Measurement Science and Technology 、第13巻 、 923～931ページ。doi : 10.1088/0957-0233/13/6/314 ↑ Lee, WJ; Fang, YK; Ho, Jyh-Jier; Hsieh, WT; Ting, SF; Huang, Daoyang; Ho, Fang C. (2000). "表面多孔性が三酸化タングステン(WO3)膜の電気変色性能に及ぼす影響". Journal of Electronic Materials . 29 (2): 183– 187. Bibcode : 2000JEMat..29..183L . doi : 10.1007/s11664-000-0139-8 . S2CID 98302697 . ↑ KJ Patel、MS Desai、CJ Panchal、HN Deota、UB Trivedi (2013): " ITO / NiO / ZrO2 / WO3 / ITO 層からなる全固体薄膜エレクトロクロミックデバイス"。Journal of Nano-Electronics and Physics 、第 5 巻、第 2 号、論文 02023。 ↑ 三関雄吾、草間仁、杉原秀樹、佐山和弘 (2010): 「可視光下でのO2生成とFe(III)イオン還元のための効率的な太陽エネルギー変換を示すCs修飾WO3光触媒」『 Journal of Physical Chemistry Letters』 第1巻、第8号、1196～1200ページ。doi : 10.1021 /jz100233w ↑ エ。カラソンニ、L. バイア、A. ドンビ、V. ダンシウ、K. モジョロシ、LC ポップ、G. コヴァチ、V. コショヴェアヌ、A. ヴルポイ、S. サイモン、Zs。 Pap (2013): 「選択的光堆積によって得られた TiO2/WO3/貴金属 (Au または Pt) ナノアーキテクチャの光触媒活性」。『Cataracy Today』 、208 巻、19 ～ 27 ページ。土井 ： 10.1016/j.cattod.2012.09.038 ↑ István Székely、Gábor Kovács、Lucian Baia、Virginia Danciu、Zsolt Pap (2016): 「形状制御されたWO3マイクロ/ナノ結晶の合成とWO3/TiO2複合材料の光触媒活性」。Materials、 第9巻、第4号、258-271ページ。doi : 10.3390 /ma9040258 ↑ ルシアン・バイア、エステル・オルバン、シルヴィア・フォドール、ボグラルカ・ハンペル、エンドレ・ゾルト・ケドベス、カタ・サゼット、イシュトヴァーン・セーケリー、エヴァ・カラソンニ、バラーズ・レティ、ペテル・ベルキ、アドリアナ・ヴルポイ、クララ・マジャリ、アレクサンドラ・チャヴダリ、チャサバ・ボラ、ヴェロニカCoshoveanu、Klára Hernádi、Monica Baia、András Dombi、Virginia Danciu、Gábor Kovácz、Zsolt Pap (2016):「半導体の表面電荷の調整による TiO2/WO3 複合光触媒の調製」。『半導体プロセスにおける材料科学』 、第 42 巻、パート 1、66 ～ 71 ページ。土井 ： 10.1016/j.mssp.2015.08.042 ↑ G. Ou (2018). "室温でのリチウム還元による酸化物の欠陥の調整" . Nature Communications . 9 (1302) 1302. Bibcode : 2018NatCo...9.1302O . doi : 10.1038/s41467-018-03765-0 . PMC 5882908 . PMID 29615620 . ↑ S. Hurst (2011). "化学的ラマン増強の利用：金属酸化物担体に基づく生体検出への道". The Journal of Physical Chemistry C . 115 (3): 620– 630. doi : 10.1021/jp1096162 . ↑ W. Liu (2018). "表面プラズモン共鳴結合と電荷移動の相乗効果による金属タングステン酸化物の表面増強ラマン分光感度の向上" .The Journal of Physical Chemistry Letters . 9 (14): 4096–4100 . doi : 10.1021/acs.jpclett.8b01624 . PMID 29979872. S2CID 49716355 . ↑ C. Zhou (2019). "精密な欠陥密度制御によるSERS増強の電気的チューニング" (PDF) . ACS Applied Materials & Interfaces . 11 (37): 34091– 34099. doi : 10.1021/acsami.9b10856 . PMID 31433618 . S2CID 201278374 .
外部リンク 国際タングステン工業協会 酸化タングステン電気変色膜の作製 シグマアルドリッチ（供給元）
