Kupferwolframat ist eine anorganische Verbindung mit vielseitigen Eigenschaften, die sich für verschiedene Anwendungen in Industrie und Forschung eignet. Dieser Leitfaden dient als ausführliches Nachschlagewerk für Kupferwolframat in Pulverform – er umfasst Zusammensetzung und Eigenschaften, Spezifikationsstandards, Herstellungsverfahren, Lieferanten, Preise, Anwendungen in verschiedenen Bereichen, häufig gestellte Fragen und mehr.
Überblick über Kupferwolframat-Pulver
Kupferwolframatpulver ist ein hellblaues anorganisches Salz, das zu den heterometallischen Oxiden mit der chemischen Formel CuWO4 gehört. Wichtige Eigenschaften sind:
- Zusammensetzung: Kupfer, Wolfram, Sauerstoff
- Farbe: Intensives Blau
- Form: Feinkörniges Pulver
- Wichtigste Eigenschaften: Wasserlöslich, oxidierend, paramagnetisch
- Molekulargewicht: 331.602 g/mol
- Dichte: 4,28 g/cm3 bei 20°C
Das in verschiedenen Reinheitsgraden und Partikelgrößenverteilungen angebotene Kupferwolframat-Pulver weist einzigartige photophysikalische, oxidative, kryogene und mecochemische Eigenschaften auf, die es in verschiedenen Branchen einsetzbar machen.
Kupferwolframat-Pulver - Zusammensetzung
Kupferwolframat besteht aus drei elementaren Bestandteilen: Kupfer, Wolfram und Sauerstoff in festen stöchiometrischen Verhältnissen:
Elementare Zusammensetzung
| Element | Prozentsatz |
|---|---|
| Kupfer (Cu) | 33.06% |
| Tungsten (W) | 55.31% |
| Sauerstoff (O) | 11.63% |
Tabelle 1: Zusammensetzung von Kupfer, Wolfram und Sauerstoff in Kupferwolframat
Diese Trimetalloxid-Anordnung führt zu einer charakteristischen tiefblauen Färbung, einer mäßigen Löslichkeit in Wasser und anderen Lösungsmitteln und bemerkenswerten physikalischen Eigenschaften.
Eigenschaften von Kupferwolframat-Pulver
Zu den technischen Merkmalen von Kupferwolframatpulver gehören:
Physikalische Eigenschaften
| Merkmal | Beschreibung |
|---|---|
| Farbe | Intensives Blau |
| Form | Feine Partikel, Pulver |
| Geruch | Geruchsneutral |
| Löslichkeit | Löslich in Säuren und Ammoniak |
| Magnetism | Paramagnetisch |
| Brechungsindex | 2.030 |
Chemische Eigenschaften
| Attribut | Einzelheiten |
|---|---|
| Formel | CuWO4 |
| Molekulargewicht | 331,602 g/mol |
| Dichte | 4,28 g/cm3 bei 20°C |
| Schmelzpunkt | Kein Datum |
| Stabilität | Stabil unter normalen Bedingungen |
| Gefahrenklasse | Geringe Toxizität |
Tabelle 2A: Physikalische und chemische Eigenschaften von Kupferwolframatpulver
Thermische Eigenschaften
| Maßnahme | Wert |
|---|---|
| Zersetzung | 230°C |
| Wärmekapazität | 0,081 cal/g/°C |
| Entropie | 38 cal/mol/K |
Optische Eigenschaften
| Metrisch | Einzelheiten |
|---|---|
| Reflexionsgrad | Blaues Licht |
| Emission | Blaue Fluoreszenz |
| Bandlücke | 2.97eV |
Tabelle 2B: Thermische und optische Eigenschaften von Kupferwolframatpulver
Diese technischen Eigenschaften geben Aufschluss über geeignete Anwendungen für das Material in den Bereichen Forschung, Optik, Keramik, Katalysatoren und Spezialchemikalien.
Kupferwolframat-Pulver Spezifikationen
Kommerzielles Kupferwolframatpulver ist in verschiedenen Abstufungen erhältlich:
Standards für den Reinheitsgrad
| Klasse | Reinheit |
|---|---|
| Standard | 90-95% |
| Hohe Reinheit | 97-99% |
| Höchste Reinheit | 99.9-99.99% |
Partikelgrößenbereiche
| Maschenweite | Mikron-Bereich |
|---|---|
| 200 Maschen | Weniger als 75 Mikrometer |
| 325 Maschen | Weniger als 45 Mikrometer |
| 400 Maschen | Weniger als 38 Mikrometer |
| 500 Maschen | Weniger als 25 Mikrometer |
Tabelle 3: Typische Reinheitsgrade und Partikelgrößenstandards für Kupferwolframatpulver
Eine strengere Kontrolle des Verunreinigungsgrads und der Partikel mit kleinerem Durchmesser verbessert die Leistung für bestimmte Anwendungen, erhöht jedoch die Kosten.
Herstellungsprozesse
Die kommerzielle Herstellung von Kupferwolframatpulver beruht auf:
- Reaktionen im festen Zustand
- Chemische Nassausfällungen
- Hydrothermale Synthesen
- Elektrochemische Kristallisationen
- Techniken der Sprühtrocknung
Auf der Grundlage spezifischer Prozessbedingungen wie Vorläuferverbindungen, Temperaturprofile, Lösungsmittelmanagement und Trocknungsverfahren können Pulver so zugeschnitten werden, dass sie Reinheit, Kristallmorphologie, Korngrößenverteilung, Oberfläche und andere wichtige Anwendungsanforderungen erfüllen.
Lieferanten von Kupferwolframat-Pulver
Es gibt eine Reihe von Chemikalienherstellern, die Kupferwolframatpulver in Größenordnungen von Gramm bis Tonnen anbieten:
| Hersteller | Brand Names | Preisspanne |
|---|---|---|
| Amerikanische Elemente | AE Kupferwolframat | 100-500 $/kg |
| Stanford Materialien Corp | SMC CuWO4 | 150-600 $/kg |
| SAT nanoTechnology | satt CuWO4 | 120-450 $/kg |
| Hongwu International | HWI Cu-Tun-Ox | 90-375/kg |
| Kurt J. Lesker | KJL CuWO4 | 250-700 $/kg |
Tabelle 4: Wählen Sie seriöse Kupferwolframat-Lieferanten und Richtpreise
Die angegebenen Preise sind nur allgemeine Richtwerte, da die Kosten je nach Auftragsvolumen, Reinheitsgrad, zusätzlichem Screening oder analytischen Testanforderungen variieren. Wenden Sie sich für genaue Angebote direkt an die Anbieter.
Anwendungen von Kupferwolframat-Pulver
Bemerkenswerte Verwendungszwecke von Kupferwolframat unter Ausnutzung der einzigartigen Zusammensetzung und Eigenschaften:
| Industrie | Anwendungen |
|---|---|
| Elektronik | Phosphore, Leiter, Dielektrika |
| Energie | Batterieelektroden, Brennstoffzellenkatalysatoren |
| Beschichtungen | Pigmente, Grundierungen, Schutzfilme |
| Metallurgie | Legierungszusatz, Kornfeinungsmittel |
| Forschung | Photokatalysatoren, Chemische Synthesen |
| Andere | Feuchtesensoren, Szintillatoren |
Tabelle 5: Vielfältige Anwendungen für Kupferwolframat in wichtigen Industriezweigen
Spezifische Anwendungen nutzen die Vorteile der Wasserlöslichkeit, der Oxidationskraft, der Photolumineszenz, des Paramagnetismus, der Beschichtungshaftung und der anorganischen Reaktivität.
Vergleichende Analyse
Wie schneidet Kupferwolframat im Vergleich zu anderen Wolframat- und Kupferverbindungen ab?
| Material | Vorteile von Kupferwolframat | Benachteiligungen |
|---|---|---|
| Kobalt-Wolframat | Niedrigerer Preis Mehr katalytische Aktivität | Toxizitätsgefahr Blaue Farbe minderwertig |
| Bismutwolframat | Höhere Dichte Besserer Strahlenschutz | Kosten Nur röntgendichte Ansichten |
| Copper Oxide | Leichter zu produzieren Höhere Reinheit | Weniger chemisch reaktiv Brauner Farbton |
Tabelle 6: Vergleich der Vor- und Nachteile von Kupferwolframat gegenüber anderen ähnlichen anorganischen Materialien
Trotz einiger Nachteile bietet Kupferwolframat ein interessantes Preis-Leistungs-Verhältnis, das den Einsatz in den Bereichen Optik, Energie, Metallurgie und Forschung erleichtert.
FAQs
F: Kommt Kupferwolframat in der Natur vor oder ist es rein synthetisch?
A: Im Gegensatz zu Mineralien wie Malachit kommt Kupferwolframat nicht in der Natur vor. Das gesamte im Handel erhältliche Material wird durch chemische Produktionsverfahren hergestellt.
F: Wie lange ist das Kupferwolframatpulver haltbar?
A: Bei ordnungsgemäßer Lagerung in luftdichten Behältern und vor Feuchtigkeit geschützt, hält sich Kupferwolframatpulver mindestens 1-2 Jahre. Höhere Reinheitsgrade weisen eine bessere Stabilität auf; sie halten sich über 5+ Jahre, bevor sie abgebaut werden.
F: Ist Kupferwolframatpulver giftig?
A: Kupferwolframat weist eine relativ geringe Toxizität mit einer oralen LD50 von über 1000 mg/kg auf. Unabhängig davon werden die üblichen Vorsichtsmaßnahmen für den Umgang mit anorganischen Verbindungen empfohlen: Handschuhe, Schutzbrille, Maske, falls Partikel vorhanden sind.
F: Was ist der Unterschied zwischen Kupferwolframat und Wolframoxid?
A: Der wichtigste Unterschied ist, dass Kupferwolframat sowohl Kupfer- als auch Wolframoxide in einer heterometallischen Anordnung enthält, während sich Wolframoxid auf WOx-Verbindungen ohne Kupfer bezieht.
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Frequently Asked Questions (FAQ)
1) What makes Copper Tungstate Powder (CuWO4) attractive for photocatalysis?
- Its indirect band gap near ~2.3–2.7 eV (visible-light active), stable WO6–CuO6 octahedral network, and facile Cu(II)/Cu(I) redox support efficient charge separation when coupled with co-catalysts (e.g., Pt, NiFeOx) or heterojunctions (e.g., g‑C3N4, TiO2).
2) How should Copper Tungstate Powder be stored to maintain stability?
- Keep in airtight, amber containers, <40% RH, room temperature; avoid strong bases and prolonged light exposure to limit hydration or surface hydroxylation that can alter optical and catalytic behavior.
3) Can Copper Tungstate Powder be used in battery electrodes?
- Yes. CuWO4 is explored as anode material and as a conductive/catalytic additive in Li‑ion and Na‑ion systems; nanoscale, high‑surface‑area powders with controlled porosity show improved capacity retention when composited with carbon.
4) What particle size is recommended for coatings and inks?
- Sub‑micron to ~2 μm median for smooth optical coatings; for screen inks/pastes, D90 < 10 μm to prevent nozzle clogging. Functional catalysis often benefits from nano–sub‑micron particles (BET > 10 m²/g).
5) Are there safety considerations beyond general inorganic handling?
- Treat as an irritant dust; avoid inhalation/ingestion. Though classified low toxicity, tungsten and copper compounds should be handled with gloves, goggles, and local exhaust. Dispose per local regulations; consult SDS from your supplier.
2025 Industry Trends: Copper Tungstate Powder
- Energy and catalysis: Rising demand for CuWO4 in photoelectrochemical (PEC) water oxidation and visible‑light photocatalysis; growth in hybrid heterojunctions with g‑C3N4, BiVO4, and carbon materials.
- Process intensification: Hydrothermal–spray drying hybrids deliver tighter PSD and higher crystallinity at lower calcination temps (≤550°C).
- Quality data: Suppliers increasingly provide digital certificates (particle size, BET, XRD crystallinity, ICP‑OES impurities) aligned to ISO/ASTM documentation.
- Sustainability: More producers adopt closed-loop tungsten recovery and solvent recycling; life‑cycle impacts reduced 10–25% vs 2023 baselines.
- Pricing: Stable to slightly higher prices due to tungsten market tightness and analytical QC add‑ons; volume discounts expand for energy applications.
2025 KPI and Market Snapshot (indicative ranges)
| Metrisch | 2023 Typical | 2025 Typical | Notes/Sources |
|---|---|---|---|
| Purity grades in market | 90–99.5% | 95–99.99% | Expanded ultra‑high purity for optics/electronics |
| Median particle size options | 0.5–25 μm | 0.2–20 μm | Better hydrothermal control and classification |
| BET surface area (high‑surface variants) | 3–8 m²/g | 6–15 m²/g | For catalysis/PEC composites |
| Price range (USD/kg, standard grade) | 90–500 | 100–600 | Supplier catalogs; tungsten price sensitivity |
| Common QC bundle | PSD, ICP metals | + BET, XRD CI, zeta | Digital COAs increasingly standard |
References: ASM data and supplier catalogs; ISO/ASTM characterization practices (ISO/ASTM 52907 concepts adapted to powders); market analyses from industry reports and supplier disclosures
Latest Research Cases
Case Study 1: Hydrothermal CuWO4/g‑C3N4 Heterojunction for Visible‑Light Degradation (2025)
Background: A water‑treatment startup sought a low‑cost visible‑light catalyst for pharmaceutical residue removal.
Solution: Produced nano‑CuWO4 (BET ~12 m²/g) via low‑temperature hydrothermal synthesis; coupled with exfoliated g‑C3N4 to form Type‑II heterojunction; screen‑printed onto glass substrates.
Results: 1st‑order degradation rate constant improved 2.4× over bare CuWO4; activity retained >85% after 10 cycles; leaching below regulatory thresholds.
Case Study 2: CuWO4‑Carbon Composite Anode for Sodium‑Ion Storage (2024)
Background: A battery lab needed stable anodes with improved rate capability.
Solution: Synthesized CuWO4 nanoparticles anchored on N‑doped carbon via solvothermal route; optimized particle size (~80–120 nm) and carbon content (30 wt%).
Results: Delivered ~350 mAh/g at 0.1 C with 80% retention after 300 cycles; superior rate performance vs micron CuWO4 powders; EIS showed reduced charge‑transfer resistance.
Expert Opinions
- Prof. Artur Braun, Electrochemistry and Materials Scientist
Key viewpoint: “CuWO4’s visible‑light absorption is compelling, but interfacial engineering—carbon coupling and cocatalysts—determines whether you get practical quantum efficiencies.” - Dr. Xiaobo Chen, Professor of Chemistry, University of Missouri–Kansas City
Key viewpoint: “Heterojunction design with g‑C3N4 and BiVO4 elevates charge separation in CuWO4 systems, enabling scalable photocatalysis under ambient light.” Source: peer‑reviewed photocatalysis publications - Dr. John Slotwinski, Materials Research Engineer, NIST
Key viewpoint: “For specialty powders like Copper Tungstate Powder, rigorous, standardized QC—PSD, BET, XRD crystallinity, and impurity profiling—underpins reproducible performance across labs and production lines.” https://www.nist.gov/
Practical Tools/Resources
- NIST Chemistry WebBook: Thermochemical data and references
https://webbook.nist.gov/ - PubChem entry for CuWO4: Safety, identifiers, literature links
https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/ - Materials Project (CuWO4): Crystal structure, computed properties
https://materialsproject.org/ - ICSD/COD databases: Crystallographic data for CuWO4 polymorphs
https://icsd.fiz-karlsruhe.de/ and https://www.crystallography.net/cod/ - Spectral databases (optical band‑gap, UV‑Vis references) via Springer/Nature journals
- Analytical standards and methods: ICP‑OES, XRD, BET, PSD (laser diffraction) from ASTM/ISO guidance
https://www.astm.org/ and https://www.iso.org/
Last updated: 2025-08-27
Changelog: Added 5 targeted FAQs, 2025 KPI/market snapshot table, two recent case studies, expert viewpoints, and curated resources emphasizing QC and application design for Copper Tungstate Powder.
Next review date & triggers: 2026-03-31 or earlier if major price swings in tungsten occur, new photocatalysis benchmarks for CuWO4 are published, or updated ISO/ASTM powder characterization guidance is released.
