金屬硼酸鹽的研究現(xiàn)狀

李颯英

摘 要：基于硼酸鹽有著諸多的優(yōu)良特性和多樣的配位構(gòu)型，本文主要論述了多種金屬硼酸鹽的合成、研究現(xiàn)狀以及其在生活領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：金屬硼酸鹽；合成；研究

0 引言

近年來，人們采用多種合成方法合成出包括堿金屬、堿土金屬、過渡金屬、鑭系金屬等多種具有優(yōu)良性能的硼酸鹽。堿金屬、堿土金屬硼酸鹽可用來做非線性光學(xué)材料，如Sr2Be2B2O7（SBBO）[1]，CsLiB6O9（CLBO）[2]。過渡金屬硼酸鹽化合物由于具有獨特的化學(xué)結(jié)構(gòu)和特殊的電性質(zhì)，故在催化、導(dǎo)電、磁性，尤其在非線性光學(xué)性質(zhì)方面有潛在的應(yīng)用前景，如納米硼酸鋅（Zn2B6O11·3.5H2O）[3] 可用作阻燃材料，硼酸鎂（Mg2B2O5）可用作晶須材料等。對金屬硼酸鹽的研究可總結(jié)為以下幾個方面。

1 堿金屬硼酸鹽的合成

在人工合成的金屬或非金屬硼酸鹽中都是很好的非線性光學(xué)晶體，所以人工合成硼酸鹽作為非線性光學(xué)晶體越來越吸引人們的注意。人們對Li2O-B2O3-H2O和Na2O-B2O3-H2O體系進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究，利用水熱方法得到了多種鋰和鈉的硼酸鹽晶體，如Li8[B16O26（OH）4] ·6H2O，Na2 B5O8（OH）·2H2O，Na6[B4O5（OH）4]·8H2O，Li（H2O）4B（OH）4·2H2O，Li4[B8O13（OH）2]·3H2O，Na2[H2TMED][B7O9（OH）5]2等。

2 堿土金屬硼酸鹽的合成

堿土金屬硼酸鹽由于具有非線性光學(xué)性質(zhì)而吸引了人們的注意。人們采用水熱法合成出Ba[B20O33（OH）4]·H2O等鋇硼酸鹽。黃宏升等采用水熱法合成出多種鍶的硼酸鹽，如SrB2O4·H2O，SrB4O7·3H2O等。楊國昱課題組采用溶劑熱法合成了具有三維孔道結(jié)構(gòu)的堿土金屬硼酸鹽Mg[B6O9（OH）2]·4H2O和 Ca2[B5O9]·（OH）·H2O，并對它們的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究。

3 過渡金屬硼酸鹽的合成

過渡金屬元素由于自身還有未充滿的軌道，它們的原子或離子形成配合物的傾向較大，因此易于與硼氧基團(tuán)發(fā)生成鍵反應(yīng)，從而形成具有各種框架結(jié)構(gòu)的硼酸鹽化合物。目前，一些結(jié)構(gòu)新穎的過渡金屬硼酸鹽在國內(nèi)外已見報道，如 [Mn（C10H18N6）][B5O6（OH）4]，[Cu（en）2][B7O13H3]n等。楊國昱和劉志宏課題組采用水熱與溶劑熱法以有機(jī)胺為模板劑，合成出多種新穎結(jié)構(gòu)的過渡金屬的硼酸鹽，如[Mn（C10H28N6）][B5O6（OH）4]2，[Co2（TETA）3] [B5O6（OH）4]4，[Zn（dab）0.5（dab′）0.5（B4O6（OH）2）]·H2O，[M（en）3] [B5O6（OH）4]2·2H2O（M=Ni，Co）等。

4 第三主族元素硼酸鹽的合成

楊國昱等采用溶劑熱法使用異丙醇鋁和硼酸在不同條件下合成出有孔道結(jié)構(gòu)的鋁硼酸鹽 [Al（B4O9）（BO）]·H2en 和（NH4）2Al[B5O10] ·4H2O等。林建華等采用高溫固相法合成出微孔晶體材料HAl2B3O8。劉志宏課題組[4]采用溶劑熱法合成出了第三主族元素的硼酸鹽In（en）2[B5O8（OH）2]等。微孔材料由于其孔道結(jié)構(gòu)的特殊性決定了其具有優(yōu)良的催化活性、離子交換性和吸附性，廣泛地應(yīng)用于石油化工、精細(xì)化工以及環(huán)保等領(lǐng)域。林建華等用硼酸熔融法合成了硼酸鋁基分子篩材料HAl3B6O12（OH）4（PKU-1）。楊萍等報道了硼鎵酸鹽微孔化合物K2[Ga（B5O10）]·4H2O。毛江高等采用溶劑熱法，以有機(jī)胺為模板劑合成了無機(jī)-有機(jī)雜化的具有孔道結(jié)構(gòu)的硼酸鹽[CH3NH3] [（CH3CH2）2NH2] [Al（B5O10）]和 [CH3NH3][CH3CH2 NH3]（H2O）2 [Al（B5O10）]等。

5 鑭系金屬硼酸鹽的合成

人們采用不同的合成方法合成了大量的稀土金屬硼酸鹽。Piffard等采用高溫固相法合成了稀土硼酸鹽Ln26O27B8O24；Mochenova課題組采用水熱法合成出五硼酸鑭La[B5O8（OH）2]晶體。林建華課題組采用硼酸熔融法合成出多種稀土硼酸鹽并研究了它們的結(jié)構(gòu)和熒光性質(zhì)，如Ln[B5O10（OH）2]（Ln=Pr，Nd），La[B8O11（OH）5]等。硼酸鹽作為基質(zhì)發(fā)光材料已成為研究的熱門領(lǐng)域，其中以稀土硼酸鹽為基質(zhì)的發(fā)光材料成為研究的熱點。黃國華課題組合成出摻雜三價銪和釤的Ca4GdO（BO3）3，王霞等采用前驅(qū)體法合成出摻雜銪的LaB3O6：Eu3+熒光粉，并對其進(jìn)行了形貌等的研究。

6 總結(jié)

本文對金屬硼酸鹽的研究現(xiàn)狀與應(yīng)用進(jìn)行了總結(jié)，為硼酸鹽晶體材料的進(jìn)一步發(fā)展提供了理論依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1]張克從，張樂惠.晶體生長科學(xué)與技術(shù)[M].北京：科學(xué)出版社，1997：374-446.

[2]李慧青，張淑芬，張旖，等.新型增強(qiáng)材料-硼酸鎂晶須[J].化工新型材料，2001，（29）：16-18.

（作者單位：陜西學(xué)前師范學(xué)院化學(xué)與化工系）