磷酸硼

磷酸硼是一种无机化合物，化学式为BPO4，可由磷酸和硼酸反应制备，它是白色难熔固体，在1450℃以上挥发。[2]磷酸硼不能形成玻璃体。[3]

磷酸硼
IUPAC名
Boron phosphate
识别
CAS号 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
性质
化学式 BPO4
106 g·mol⁻¹
外观 白色晶体
密度 2.52 g/cm3
熔点 1400℃[1]
溶解性（水） 难溶于水
相关物质
其他阳离子 磷酸铝
相关化学品 硼酸、磷酸
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

制备

磷酸硼由磷酸和硼酸在80 - 1200℃之间反应制备。较低温度时得到白色的非晶体粉末，该粉末在约1000℃加热，得到微晶。[4]反应式为：

H3BO3 + H3PO4 → BPO4 + 3 H2O

有文献指出，在浓硫酸的催化下，该反应可以在常温常压下完成。[5]水热合成法与微波合成法等新方法也可以用于它的合成。[6]

工业上还会使用以下合成路径[6]：

化学性质

磷酸硼和三氧化二锑在850℃下加热，可以得到SbPO4和其碱式盐的混合物。[7]

磷酸硼在氢气中和钠共热，可以发生爆炸性的反应，产物有Na3PO4、NaBH4、Na3P、NaH、PH3、B2H6等。[8]

磷酸硼可溶于氢氧化钠溶液。[1]

结构

磷酸硼晶体中，BO4和PO4单元重复排列[9]。加压下制备得到的磷酸硼为β-方石英的同晶，而高压下的则与α-石英同晶[10]（磷酸铝也与此同晶）[2]。

应用

磷酸硼用作阻燃剂、陶瓷材料、石油添加剂[1]、有机合成的试剂和脱水的催化剂，如催化环氧树脂炭化[11]。此外，利用置换反应，也可以用于制备金属磷酸盐。[12]

磷酸硼与镧、铈、铽三种稀土的氧化物反应，可以制备(La,Ce,Tb)(PO4,BO3)硼磷酸盐绿色荧光粉。[13]

参考文献
  1. 磷酸硼. Chemical Book. [2016-8-10]
  2. Corbridge DEC 2013, Phosphorus: Chemistry, Biochemistry and Technology, 6th ed., CRC Press, Boca Raton, Florida, ISBN 978-1-4398-4088-7
  3. 项斯芬, 严宣申, 曹庭礼 等. 无机化学丛书 第四卷 氮 磷 砷分族. 科学出版社, 2011. pp 247. 11.10 某些三价金属的磷酸盐
  4. Mylius, F.; Meusser, A. . Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft. 1904, 37: 397. doi:10.1002/cber.19040370171.
  5. 单志超. 一种新型磷酸硼的制备方法. 化学世界, 2003. (6): 289-290
  6. Baykal, A, Kizilyalli, M, Toprak, Muhammet S. & Kniep, R. . Turkish Journal of Chemistry. 2001, 25 (4): 425–432.
  7. 吴文伟, 吴学航, 樊艳金 等. 磷酸硼与铅锑氧化物高温反应的XRD研究. 有色金属, 2009. 61(1): 56-59
  8. 童吉灶. 磷酸硼与钠和氢气的反应机制初探. 上饶师专学报, 1993. (6): 27-32
  9. 丸内祐子.『実験化学講座 23 無機化合物』.日本化学会,丸善,2005: pp 102-103. ISBN 4-621-07322-2
  10. MacKenzie, J. D.; Roth, W. L.; Wentorf, R. H. . Acta Crystallographica. 1959, 12: 79. doi:10.1107/S0365110X5900024X.
  11. 周友, 郝建薇, 杜建新. 全国阻燃学术年会会议[A]. 固体酸磷酸硼对环氧树脂的催化炭化作用研究[C]: 2014
  12. Moffat, J. B.; Goltz, H. L. . Canadian Journal of Chemistry. 1965, 43 (6): 1680. doi:10.1139/v65-222.
  13. 丁士进, 张卫, 徐宝庆 等. (La,Ce,Tb)(PO4,BO3)绿粉的合成及发光研究. 功能材料, 2000. 31(S1): 84-86
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