磷酸硼

化合物

磷酸硼是一種無機化合物,化學式為BPO4,可由磷酸硼酸反應製備,它是白色難熔固體,在1450℃以上揮發。[2]磷酸硼不能形成玻璃體。[3]

磷酸硼
IUPAC名
Boron phosphate
識別
CAS號 13308-51-5  checkY
PubChem 16726750
ChemSpider 20558515
SMILES
 
  • [B+3].[O-]P(=O)([O-])[O-]
InChI
 
  • 1/B.H3O4P/c;1-5(2,3)4/h;(H3,1,2,3,4)/q+3;/p-3
InChIKey YZYDPPZYDIRSJT-DFZHHIFOAS
性質
化學式 BPO4
莫耳質量 106 g·mol⁻¹
外觀 白色晶體
密度 2.52 g/cm3
熔點 1400℃[1]
溶解性 難溶於水
相關物質
其他陽離子 磷酸鋁
相關化學品 硼酸磷酸
若非註明,所有數據均出自標準狀態(25 ℃,100 kPa)下。

製備

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磷酸硼由磷酸硼酸在80 - 1200℃之間反應製備。較低溫度時得到白色的非晶體粉末,該粉末在約1000℃加熱,得到微晶[4]反應式為:

H3BO3 + H3PO4 → BPO4 + 3 H2O

有文獻指出,在濃硫酸的催化下,該反應可以在常溫常壓下完成。[5]水熱合成法與微波合成法等新方法也可以用於它的合成。[6]

工業上還會使用以下合成路徑[6]

化學性質

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磷酸硼和三氧化二銻在850℃下加熱,可以得到SbPO4和其鹼式鹽的混合物。[7]

磷酸硼在氫氣中和共熱,可以發生爆炸性的反應,產物有Na3PO4NaBH4Na3PNaHPH3B2H6等。[8]

磷酸硼可溶於氫氧化鈉溶液。[1]

結構

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磷酸硼晶體中,BO4和PO4單元重複排列[9]。加壓下製備得到的磷酸硼為β-方石英的同晶,而高壓下的則與α-石英同晶[10]磷酸鋁也與此同晶)[2]

應用

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磷酸硼用作阻燃劑、陶瓷材料、石油添加劑[1]、有機合成的試劑和脫水的催化劑,如催化環氧樹脂炭化[11]。此外,利用置換反應,也可以用於製備金屬磷酸鹽。[12]

磷酸硼與鑭、鈰、鋱三種稀土的氧化物反應,可以製備(La,Ce,Tb)(PO4,BO3)硼磷酸鹽綠色螢光粉。[13]

參考文獻

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  1. ^ 1.0 1.1 1.2 磷酸硼. Chemical Book. [2016-8-10]
  2. ^ 2.0 2.1 Corbridge DEC 2013, Phosphorus: Chemistry, Biochemistry and Technology, 6th ed., CRC Press, Boca Raton, Florida, ISBN 978-1-4398-4088-7
  3. ^ 項斯芬, 嚴宣申, 曹庭禮 等. 無機化學叢書 第四卷 氮 磷 砷分族. 科學出版社, 2011. pp 247. 11.10 某些三價金屬的磷酸鹽
  4. ^ Mylius, F.; Meusser, A. Ueber die Bestimmung der Borsäure als Phosphat. Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft. 1904, 37: 397. doi:10.1002/cber.19040370171. 
  5. ^ 單志超. 一種新型磷酸硼的製備方法. 化學世界, 2003. (6): 289-290
  6. ^ 6.0 6.1 Baykal, A, Kizilyalli, M, Toprak, Muhammet S. & Kniep, R. Hydrothermal and microwave synthesis of boron phosphate, BPO4. Turkish Journal of Chemistry. 2001, 25 (4): 425–432. 
  7. ^ 吳文偉, 吳學航, 樊艷金 等. 磷酸硼與鉛銻氧化物高溫反應的XRD研究. 有色金屬, 2009. 61(1): 56-59
  8. ^ 童吉灶. 磷酸硼與鈉和氫氣的反應機制初探. 上饒師專學報, 1993. (6): 27-32
  9. ^ 丸內祐子.『実験化學講座 23 無機化合物』.日本化學會,丸善,2005: pp 102-103. ISBN 4-621-07322-2
  10. ^ MacKenzie, J. D.; Roth, W. L.; Wentorf, R. H. New high pressure modifications of BPO4 and BAsO4. Acta Crystallographica. 1959, 12: 79. doi:10.1107/S0365110X5900024X. 
  11. ^ 周友, 郝建薇, 杜建新. 全國阻燃學術年會會議[A]. 固體酸磷酸硼對環氧樹脂的催化炭化作用研究[C]: 2014
  12. ^ Moffat, J. B.; Goltz, H. L. Surface Chemistry and Catalytic Properties of Boron Phosphate: 1. Surface Area and Acidity. Canadian Journal of Chemistry. 1965, 43 (6): 1680. doi:10.1139/v65-222. 
  13. ^ 丁士進, 張衛, 徐寶慶 等. (La,Ce,Tb)(PO4,BO3)綠粉的合成及發光研究. 功能材料, 2000. 31(S1): 84-86