O tungstato de cobre é um composto inorgânico com propriedades versáteis, adequado para várias aplicações industriais e de pesquisa. Este guia serve como uma referência detalhada sobre o tungstato de cobre em forma de pó, abrangendo composição e características, padrões de especificação, processos de fabricação, fornecedores, preços, aplicações em vários campos, perguntas frequentes e muito mais.
Visão geral de Pó de tungstato de cobre
O pó de tungstato de cobre é um sal inorgânico azul brilhante classificado como um óxido heterometálico com a fórmula química CuWO4. Suas principais propriedades incluem:
- Composição: Cobre, tungstênio, oxigênio
- Cor: azul intenso
- Forma: Pó de partículas finas
- Principais características: Solúvel em água, oxidante, paramagnético
- Peso molecular: 331,602 g/mol
- Densidade: 4,28 g/cm3 a 20°C
Oferecido em várias purezas e distribuições de tamanho de partícula, o pó de tungstato de cobre demonstra capacidades fotofísicas, oxidativas, criogênicas e mecanoquímicas exclusivas, o que lhe confere utilidade em diversos setores.
Composição do pó de tungstato de cobre
O tungstato de cobre é composto por três componentes elementares: cobre, tungstênio e oxigênio em proporções estequiométricas fixas:
Composição elementar
| Elemento | Porcentagem |
|---|---|
| Cobre (Cu) | 33.06% |
| Tungstênio (W) | 55.31% |
| Oxigênio (O) | 11.63% |
Tabela 1: Composição de cobre, tungstênio e oxigênio no tungstato de cobre
Esse arranjo de óxido trimetal dá origem a uma coloração azul profunda característica, solubilidade moderada em água e outros solventes e propriedades físicas notáveis.
Propriedades de Pó de tungstato de cobre
As características técnicas do pó de tungstato de cobre incluem:
Propriedades físicas
| Traço | Descrição |
|---|---|
| Cor | Azul intenso |
| Formulário | Partículas finas, pó |
| Odor | Sem odor |
| Solubilidade | Solúvel em ácidos e amônia |
| Magnetismo | Paramagnético |
| Índice de refração | 2.030 |
Propriedades quimicas
| Atributo | Detalhes |
|---|---|
| Fórmula | CuWO4 |
| Peso molecular | 331,602 g/mol |
| Densidade | 4,28 g/cm3 a 20°C |
| Ponto de fusão | Não há dados |
| Estabilidade | Estável em condições normais |
| Classe de perigo | Baixa toxicidade |
Tabela 2A: Propriedades físicas e químicas do pó de tungstato de cobre
Propriedades térmicas
| Medida | Valor |
|---|---|
| Decomposição | 230°C |
| Capacidade térmica | 0,081 cal/g/°C |
| Entropia | 38 cal/mol/K |
Propriedades ópticas
| Métrico | Detalhes |
|---|---|
| Refletância | Luz azul |
| Emissão | Fluorescência azul |
| Intervalo de banda | 2,97eV |
Tabela 2B: Características térmicas e ópticas do pó de tungstato de cobre
Essas propriedades técnicas informam aplicações adequadas para o material em pesquisa, óptica, cerâmica, catalisadores e produtos químicos especiais.
Especificações do pó de tungstato de cobre
O pó de tungstato de cobre comercial está disponível em uma classificação:
Padrões de grau de pureza
| Grau | Pureza |
|---|---|
| Padrão | 90-95% |
| Alta pureza | 97-99% |
| Pureza ultra-alta | 99.9-99.99% |
Faixas de tamanho de partícula
| Tamanho da malha | Faixa de mícrons |
|---|---|
| 200 mesh | Abaixo de 75 mícrons |
| 325 malhas | Abaixo de 45 mícrons |
| 400 mesh | Abaixo de 38 mícrons |
| 500 mesh | Abaixo de 25 mícrons |
Tabela 3: Graus de pureza típicos e padrões de tamanho de partícula para pó de tungstato de cobre
O controle mais rigoroso dos níveis de impureza e das partículas de menor diâmetro melhora o desempenho de determinadas aplicações, mas aumenta o custo.
Processos de fabricação
A produção comercial de pó de tungstato de cobre se baseia em:
- Reações em estado sólido
- Precipitações químicas úmidas
- Sínteses hidrotérmicas
- Cristalizações eletroquímicas
- Técnicas de secagem por spray
Com base nas condições específicas do processo, como compostos precursores, perfis de temperatura, gerenciamento de solventes e métodos de secagem, os pós podem ser adaptados para atender à pureza, à morfologia cristalina, à distribuição do tamanho dos grãos, à área de superfície e a outros requisitos críticos da aplicação.
Fornecedores de pó de tungstato de cobre
Há uma variedade de fabricantes de produtos químicos que fornecem pó de tungstato de cobre em escalas de gramas a toneladas métricas:
| Fabricante | Nomes de marcas | Faixa de preço |
|---|---|---|
| Elementos americanos | AE Tungstato de cobre | $100-500/kg |
| Stanford Materials Corp | SMC CuWO4 | $150-600/kg |
| NanoTecnologia SAT | sat CuWO4 | $120-450/kg |
| Hongwu International | HWI Cu-Tun-Ox | $90-375/kg |
| Kurt J Lesker | KJL CuWO4 | $250-700/kg |
Tabela 4: Selecione fornecedores respeitáveis de tungstato de cobre e preços indicativos
Os preços cotados são apenas uma orientação geral, pois os custos variam de acordo com os volumes de pedidos, purezas, triagem adicional ou requisitos de testes analíticos. Entre em contato diretamente com os fornecedores para obter cotações exatas.
Aplicativos de Pó de tungstato de cobre
Usos notáveis do tungstato de cobre, aproveitando a composição e as propriedades exclusivas:
| Setor | Formulários |
|---|---|
| Eletrônicos | Fósforos, condutores, dielétricos |
| Energia | Eletrodos de bateria, catalisadores de célula de combustível |
| Revestimentos | Pigmentos, primers, filmes protetores |
| Metalurgia | Aditivo de liga, refinador de grãos |
| Pesquisa | Fotocatalisadores, sínteses químicas |
| Outros | Sensores de umidade, cintiladores |
Tabela 5: Diversas aplicações para o tungstato de cobre nos principais setores
As aplicações específicas aproveitam a solubilidade em água, o poder oxidativo, a fotoluminescência, o paramagnetismo, a adesão ao revestimento e a reatividade inorgânica.
Análise comparativa
Como o tungstato de cobre se compara a compostos alternativos de tungstato e cobre?
| Material | Vantagens do tungstato de cobre | Desvantagens |
|---|---|---|
| Tungstato de cobalto | Preço mais baixo Maior atividade catalítica | Risco de toxicidade Cor azul inferior |
| Tungstato de bismuto | Maior densidade Melhor bloqueio de radiação | Custo Somente visualizações radiopacas |
| Óxido de cobre | Mais fácil de produzir Maior pureza | Menos quimicamente reativo Tonalidade marrom |
Tabela 6: Prós e contras comparativos do tungstato de cobre em relação a outros materiais inorgânicos semelhantes
Embora tenha algumas desvantagens, o tungstato de cobre representa um equilíbrio intrigante entre custo e desempenho, facilitando a adoção em óptica, energia, metalurgia e pesquisa.
perguntas frequentes
P: O tungstato de cobre ocorre naturalmente ou é puramente sintético?
R: Ao contrário de minerais como a malaquita, o tungstato de cobre não se forma naturalmente. Todo o material comercial é fabricado por meio de processos de produção química.
P: Qual é o prazo de validade do pó de tungstato de cobre?
R: Armazenado adequadamente em recipientes herméticos e longe da umidade, o pó de tungstato de cobre dura, no mínimo, de 1 a 2 anos. Graus de pureza mais altos demonstram melhor estabilidade, persistindo por mais de 5 anos antes da degradação.
P: O pó de tungstato de cobre é tóxico?
R: O tungstato de cobre demonstra uma toxicidade relativamente baixa com índices de LD50 oral acima de 1.000 mg/kg. Independentemente disso, recomenda-se tomar as precauções padrão para o manuseio de compostos inorgânicos: luvas, óculos de proteção e máscaras se houver contato com partículas.
P: Qual é a diferença entre o tungstato de cobre e o óxido de tungstênio?
R: A principal diferença é que o tungstato de cobre contém óxidos de cobre e de tungstênio juntos em um arranjo heterometálico, enquanto o óxido de tungstênio se refere a compostos de WOx sem cobre.
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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)
| Métrico | 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.
