Wolframtrioxid

Wolframtrioxid (WO3) ist das Tungsten(VI)-Oxid und eine weit verbreitete anorganische Verbindung. Bei Raumtemperatur liegt es typischerweise als bleich bis blassgelbes Pulver vor; durch Hydratation oder Reduktion können sich Farbstoffe wie Blautöne entwickeln. Es besitzt einen hohen Schmelzpunkt (ungefähr 1473 °C) und ist in Wasser praktisch unlöslich, löst sich aber in heißen, konzentrierten Basen zu Tungsateionen.

Struktur und Modifikationen: WO3 zeigt mehrere Polymorphien, deren Stabilität von Temperatur und Synthesebedingungen abhängt. Im Festkörper ist die am häufigsten vorkommende Form bei Raumtemperatur eine Monoklin-Variante (α-WO3); bei höheren Temperaturen treten weitere Modifikationen in tetragonal (β-WO3) und hexagonal (γ-WO3) auf. Durch Oxygen-Vakanzbildung (WO3−x) entstehen blaue, bronzene oder farbvariante abgeschwächte Formen, die als elektrochromische oder speichernde Materialien genutzt werden.

Herstellung und Vorkommen: Industriell wird WO3 überwiegend durch Oxidation von Wolframmetallen oder durch Verarbeitung von Wolfram-Erzen (z. B. Scheelit CaWO4 oder Wolframit Fe/MnWO4) gewonnen, gefolgt von Umwandlung zu WO3. Reine WO3-Suspensionen können durch Hydrolyse oder Sol-Gel-Verfahren aus Wolfram- bzw. Metatungstat-Verbindungen hergestellt werden.

Eigenschaften und Anwendungen: WO3 ist ein wide-bandgap-Halbleiter und dient als Schlüsselmaterial in Elektrochromie, insbesondere in Smart-Glass-Anwendungen, wo Interkalation von Li+/H+ Farbumschläge erzeugt. Weitere Anwendungen umfassen Katalyse (z. B. selektive Oxidationen), Gas-Sensorik (NOx, NH3), Photokatalyse und als Trägermaterial in chemischen Reaktionen. In der Energieforschung wird WO3 als Anodenmaterial in bestimmten Lithium- und Natrium-Ionen-Batterien untersucht.

Sicherheit: Staub von WO3 kann reizend wirken; daher Schutzmaßnahmen zum Umgang mit feinem Pulver sollten beachtet werden. Wie bei vielen Keramiken sind ordnungsgemäße Lagerung und Abfallentsorgung erforderlich.