CO-CO2混合气体还原WO3至WO2.72的反应行为

紫钨(WO2.72)是三氧化钨(WO3)还原制备碳化钨(WC)催化剂的重要中间产物,系统分析WO3至WO2.72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％CO2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WO3制备WO2.72的反应机理和动力学进行分析.结果表明:1015～1131 K范围内,WO3与CO-15％CO2混合气体的还原反应主要由两步过程组成,首先WO3被还原为WO2.9,而后WO2.9继续被还原为WO2.72,即WO3→WO2.9→WO2.72,两者相互分开,依次进行.动力学分析结果表明:WO3被还原至WO2.9和WO2.9被还原至WO2.72均由界面化学反应控速,求取的表观活化能分别为142.182 kJ/mol和128.235 kJ/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 kJ/mol,与恒温实验所得结果相符.添加一定含量(质量分数)的Nb2O5(0～0.5％)有利于反应速率的提高,然而Nb2O5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％CO2混合气体还原WO3至WO2.72的可能反应机理.