Вольфраматы CoWO4 в Минске

Вольфрамат кобальта CoWO — технические характеристики и применение

Вольфрамат кобальта (CoWO) — неорганическое соединение, относящееся к классу двойных оксидов со структурой вольфрамита. Материал представляет собой кристаллический порошок от тёмно-зелёного до чёрного цвета, получаемый твердофазным синтезом из оксида кобальта (CoO) и триоксида вольфрама (WO) при температурах 800–1000 C. В промышленных объёмах CoWO выпускается в виде порошка с контролируемым гранулометрическим составом, что определяет его применение в качестве прекурсора для производства твёрдых сплавов и функциональных покрытий.

Кристаллографические и физико-химические параметры

CoWO кристаллизуется в моноклинной сингонии (пространственная группа P2/c) с параметрами элементарной ячейки a = 4,67 , b = 5,68 , c = 4,95 , = 90,1. Плотность соединения составляет 7,75 г/см, температура плавления — около 1290 C. Материал характеризуется низкой растворимостью в воде и минеральных кислотах, что обеспечивает его химическую стабильность в агрессивных средах. Термогравиметрический анализ показывает отсутствие фазовых переходов вплоть до 1000 C, что делает CoWO пригодным для высокотемпературных технологических процессов.

Роль в производстве твёрдых сплавов

Основное промышленное применение вольфрамата кобальта — использование в качестве промежуточного продукта при переработке вольфрамового сырья. При восстановлении CoWO в атмосфере водорода при 700–900 C образуется композитная смесь металлического вольфрама и кобальта с высокой степенью гомогенности распределения фаз. Такой подход позволяет получать порошковые смеси для спечённых твёрдых сплавов группы ВК (WC–Co) с равномерным распределением кобальтовой связки, что положительно сказывается на прочностных характеристиках конечного изделия.

В отличие от механического смешивания порошков WC и Co, восстановление CoWO обеспечивает субмикронный уровень контакта между фазами уже на стадии порошковой подготовки. Это сокращает продолжительность последующего размола в шаровых мельницах и снижает риск локальной сегрегации кобальта при жидкофазном спекании.

Каталитические свойства CoWO

Вольфрамат кобальта проявляет каталитическую активность в реакциях окисления и гидрообессеривания. В процессах гидроочистки нефтяных фракций CoWO используется как прекурсор для формирования активной фазы Co–W–S на поверхности -AlO-носителя. Сульфидирование CoWO в токе HS/H при 350–400 C приводит к образованию высокодисперсных сульфидных кластеров, обеспечивающих удаление серы из дизельного топлива до уровня менее 10 ppm.

В электрохимических системах CoWO рассматривается как материал для анодных катализаторов выделения кислорода в щелочных электролизёрах. Перенапряжение выделения O на электродах на основе CoWO составляет 320–350 мВ при плотности тока 10 мА/см в 1M KOH, что сопоставимо с показателями оксидных катализаторов на основе иридия.

Применение в оптике и сенсорике

Благодаря ширине запрещённой зоны 2,6–2,9 эВ CoWO проявляет фотокаталитическую активность в видимой области спектра. Порошки с размером частиц 50–200 нм, полученные гидротермальным синтезом, используются при создании фотокаталитических покрытий для разложения органических загрязнителей в сточных водах. Квантовая эффективность разложения метиленового синего под облучением 450 нм достигает 12–15 %.

Тонкоплёночные структуры CoWO, нанесённые методом магнетронного распыления, применяются в газовых сенсорах для детектирования этанола и ацетона. Чувствительность сенсорного элемента на основе CoWO к 100 ppm этанола при рабочей температуре 250 C составляет 18–25, что превышает аналогичные показатели для SnO-сенсоров при сопоставимых условиях эксплуатации.

Технические характеристики типичных партий

Условия поставки и требования к хранению

Вольфрамат кобальта поставляется в герметичных полиэтиленовых мешках с внутренним вкладышем массой нетто 10–25 кг, уложенных в металлические барабаны или на деревянные паллеты. Материал гигроскопичен в ограниченной степени, однако длительный контакт с влажным воздухом может приводить к поверхностному гидролизу с образованием гидратированных фаз. Рекомендуемые условия хранения — сухие отапливаемые склады с относительной влажностью не более 60 % и температурой 15–25 C. Гарантийный срок хранения — 12 месяцев с даты изготовления при соблюдении условий транспортировки, исключающих механические повреждения упаковки.

Вопросы и ответы