CO-CO_2混合气体还原WO_3至WO_(2.72)的反应行为

作者：李梦超; 王璐^*; 杨帆; 薛正良

来源：中国有色金属学报, 2021, 32(03): 866-882.

• WO3
• WO2.72
• CO-15%CO2混合气体
• 动力学
• 反应机理

紫钨(WO_(2.72))是三氧化钨(WO_3)还原制备碳化钨(WC)催化剂的重要中间产物，系统分析 WO_3至WO_(2.72)的反应行为对后期高效制备优质WC具有重要意义。本文以CO-15%CO_2混合气体为还原剂，结合模型拟合法、TG-DTA、XRD、FE-SEM和热力学计算等方法对其还原WO_3制备WO_(2.72)的反应机理和动力学进行分析。结果表明：1015～1131 K 范围内，WO_3与 CO-15%CO_2混合气体的还原反应主要由两步过程组成，首先 WO_3被还原为 WO_(2.9)，而后 WO_(2.9)继续被还原为 WO_(2.72)，即 WO_3→WO_(2.9)→WO_(2.72)，两者相互分开，依次进行。动力学分析结果表明：WO_3被还原至WO_(2.9)和WO_(2.9)被还原至WO_(2.72)均由界面化学反应控速，求取的表观活化能分别为 142.182 k J/mol 和 128.235 k J/mol；该模型对变温还原动力学的分析同样适用，此时表观活化能为 124.638 k J/mol，与恒温实验所得结果相符。添加一定含量(质量分数)的 Nb_2O_5(0～0.5%)有利于反应速率的提高，然而 Nb_2O_5含量过高(>0.5%)时反应速率反而下降。结合产物形貌演变和物相转变规律，本文得出了CO-15%CO_2混合气体还原WO_3至WO_(2.72)的可能反应机理。

• 单位
  佛山（华南）新材料研究院; 武汉科技大学