[發明專利]一種鎢鉬基超細復合氧化物固溶體及其制備方法

無效

• 申請號: 201010177102.2
• 申請日: 2010-05-18
• 公開（公告）號: CN101851007A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發明（設計）人: 劉金庫;羅重霄
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: C01G41/02
• 分類號: C01G41/02;C01G39/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明屬于無機化學領域，具體涉及一種鎢鉬基超細復合氧化物固溶體及其制備方法。該超細復合氧化物固溶體具有良好的導電性和抗氧化能力，可廣泛應用在抗靜電涂料、導電橡膠、電磁屏蔽玻璃等諸多領域。

背景技術：

導電粉體是導電功能材料中重要的一員，粉體自身的電阻大小和抗氧化溫度高低，直接關系到粉體的質量及應用范圍。混合價氧化鎢和混合價氧化鉬作為一類新型導電粉體，具有電阻低、使用成本較金屬粉體低等優點(中國專利CN1376637A，中國專利CN1925737A)，受到了企業和科研工作者的關注。鎢、鉬混合價氧化物的導電機理主要是高價態鎢、鉬在高溫下進行還原時，由于還原不完全而生成混合價氧化物WO_3-x和MoO_3-x，其中的金屬原子價態不同，但所處的配位環境相同(或者相似)，電子在其內部的遷移比較容易實現，從而使混合價氧化鎢和混合價氧化鉬具有優良的導電性能。但混合價氧化鎢和混合價氧化鉬在作為導電粉體使用時，耐候性差、抗氧化溫度低，這大大縮小了材料的應用范圍，阻礙了材料優異導電性能的發揮。因此，提高混合價氧化物類導電粉體的耐候性和抗氧化溫度，就成為一項非常具有實際意義的工作。

鎢的原子半徑為0.137nm，鉬的原子半徑為0.136nm，半徑差幅為0.7％，而形成無限互溶固溶體的極限值為5％，因此，鎢、鉬可以任意比例形成鎢鉬基復合氧化物固溶體。相比于單獨的混合價氧化鎢和混合價氧化鉬粉體來說，由于鎢鉬基復合氧化物固溶體內部W、Mo原子之間的相互摻雜和空位填隙，避免了混合價氧化物發生晶格畸變的可能，這在不影響混合價氧化物導電性能的前提下，能夠大大增強固溶體的晶格穩定性，從而使固溶體的抗氧化溫度得到大幅度的提高。

由于本發明是首次合成出鎢鉬基復合氧化物固溶體，目前還沒有類似的制備報道可供參考。本發明采用鉬酸銨和鎢酸作為原料，使用草酸和水合肼作為復合還原劑，成功制備出了鎢鉬基復合氧化物固溶體。相比于單獨的混合價氧化鎢和混合價氧化鉬粉體，在導電性能基本不受影響的前提下，抗氧化溫度分別從200℃和240℃提高到了310℃，分別提高了100和70℃，增幅達到55％和45％。同時，本發明巧妙地利用固溶體中不同金屬原子的互相摻雜和空位填隙，形成了晶型完整、晶格不易發生畸變的無限置換型固溶體，起到了保持粉體結構穩定、提高粉體耐候性能的作用。雖然關于單獨的混合價氧化鎢和混合價氧化鉬的制備方法已有很多，相比于現有的混合價氧化鎢和混合價氧化鉬的制備方法，如噴霧熱轉換法(中國專利CN1686825A)；微乳液法(中國專利CN1923707A)；超聲噴霧微波干燥法(中國專利CN1657422A)和沉淀法(中國專利CN101380015A)等來說，本發明提供的鎢鉬基復合氧化物固溶體制備方法，具備工藝簡單，在制備時無有害廢水、廢氣或者廢渣等廢棄物排放，可使企業在響應國家低碳經濟政策的同時，不對生態環境造成影響，符合可持續發展經濟策略。而且，本發明相對于描述制備混合價導電粉體的中國專利CN1376637A，中國專利CN1925737A等來說，最大的優勢在于：上述兩項專利所描述的氧化鎢和氧化鉬等導電粉體的制備方法，其產物為單一的混合價氧化物，抗氧化溫度遠不如依本發明所制備的鎢鉬基復合氧化物固溶體，且本發明加入了非離子型表面活性劑，不僅不會給最終產物帶來任何的雜質，從而大大提高產物的純度，并且有助于提高粉體的分散性及控制粉體的粒徑。同時，本發明提供的制備方法生產成本相對較低，制備出的鎢鉬基復合氧化物固溶體耐溫性能較好，可以滿足高溫作業環境下對導電材料的熱穩定性要求。

發明內容

本發明的目的是提供一種鎢鉬基超細復合氧化物固溶體及其制備方法，用來制備具有良好導電性能及熱穩定性能的導電粉體，改善其抗氧化能力，提高固溶體的熱穩定性及耐候性；采用本發明提供的制備方法，所獲得的鎢鉬基超細復合氧化物固溶體，具有導電性能好，抗氧化溫度高，耐候性好等優點。同時，本方法不產生任何有害廢料，可以節省資源，降低對環境的污染，符合低碳經濟和可持續發展經濟策略要求。

本發明是通過如下技術方案實現的：

一種鎢鉬基超細復合氧化物固溶體及其制備方法，其特征在于：

1)按照氧化鉬占復合氧化物固溶體總質量的20～80％的量計算，稱取反應所需的鉬酸銨，向其中加入鉬酸銨質量的3-10倍的離子水，加熱并不斷攪拌，至白色晶體完全溶解后，停止加熱；在攪拌狀態下加入按照氧化鎢占復合氧化物固溶體總質量的20～80％的比例計算所需的鎢酸，攪拌至體系均勻；