金属硼酸盐的研究现状

摘 要：基于硼酸盐有着诸多的优良特性和多样的配位构型，本文主要论述了多种金属硼酸盐的合成、研究现状以及其在生活领域中的广泛应用。

关键词：金属硼酸盐；合成；研究

0 引言

近年来，人们采用多种合成方法合成出包括碱金属、碱土金属、过渡金属、镧系金属等多种具有优良性能的硼酸盐。碱金属、碱土金属硼酸盐可用来做非线性光学材料，如Sr2Be2B2O7（SBBO）[1]，CsLiB6O9（CLBO）[2]。过渡金属硼酸盐化合物由于具有独特的化学结构和特殊的电性质，故在催化、导电、磁性，尤其在非线性光学性质方面有潜在的应用前景，如纳米硼酸锌（Zn2B6O11·3.5H2O）[3] 可用作阻燃材料，硼酸镁（Mg2B2O5）可用作晶须材料等。对金属硼酸盐的研究可总结为以下几个方面。

1 碱金属硼酸盐的合成

在人工合成的金属或非金属硼酸盐中都是很好的非线性光学晶体，所以人工合成硼酸盐作为非线性光学晶体越来越吸引人们的注意。人们对Li2O-B2O3-H2O和Na2O-B2O3-H2O体系进行了较为系统的研究，利用水热方法得到了多种锂和钠的硼酸盐晶体，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 碱土金属硼酸盐的合成

碱土金属硼酸盐由于具有非线性光学性质而吸引了人们的注意。人们采用水热法合成出Ba[B20O33（OH）4]·H2O等钡硼酸盐。黄宏升等采用水热法合成出多种锶的硼酸盐，如SrB2O4·H2O，SrB4O7·3H2O等。杨国昱课题组采用溶剂热法合成了具有三维孔道结构的碱土金属硼酸盐Mg[B6O9（OH）2]·4H2O和 Ca2[B5O9]·（OH）·H2O，并对它们的结构进行了研究。

3 过渡金属硼酸盐的合成

过渡金属元素由于自身还有未充满的轨道，它们的原子或离子形成配合物的倾向较大，因此易于与硼氧基团发生成键反应，从而形成具有各种框架结构的硼酸盐化合物。目前，一些结构新颖的过渡金属硼酸盐在国内外已见报道，如 [Mn（C10H18N6）][B5O6（OH）4]，[Cu（en）2][B7O13H3]n等。杨国昱和刘志宏课题组采用水热与溶剂热法以有机胺为模板剂，合成出多种新颖结构的过渡金属的硼酸盐，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 第三主族元素硼酸盐的合成

杨国昱等采用溶剂热法使用异丙醇铝和硼酸在不同条件下合成出有孔道结构的铝硼酸盐 [Al（B4O9）（BO）]·H2en 和（NH4）2Al[B5O10] ·4H2O等。林建华等采用高温固相法合成出微孔晶体材料HAl2B3O8。刘志宏课题组[4]采用溶剂热法合成出了第三主族元素的硼酸盐In（en）2[B5O8（OH）2]等。微孔材料由于其孔道结构的特殊性决定了其具有优良的催化活性、离子交换性和吸附性，广泛地应用于石油化工、精细化工以及环保等领域。林建华等用硼酸熔融法合成了硼酸铝基分子筛材料HAl3B6O12（OH）4（PKU-1）。杨萍等报道了硼镓酸盐微孔化合物K2[Ga（B5O10）]·4H2O。毛江高等采用溶剂热法，以有机胺为模板剂合成了无机-有机杂化的具有孔道结构的硼酸盐[CH3NH3] [（CH3CH2）2NH2] [Al（B5O10）]和 [CH3NH3][CH3CH2 NH3]（H2O）2 [Al（B5O10）]等。

5 镧系金属硼酸盐的合成

人们采用不同的合成方法合成了大量的稀土金属硼酸盐。Piffard等采用高温固相法合成了稀土硼酸盐Ln26O27B8O24；Mochenova课题组采用水热法合成出五硼酸镧La[B5O8（OH）2]晶体。林建华课题组采用硼酸熔融法合成出多种稀土硼酸盐并研究了它们的结构和荧光性质，如Ln[B5O10（OH）2]（Ln=Pr，Nd），La[B8O11（OH）5]等。硼酸盐作为基质发光材料已成为研究的热门领域，其中以稀土硼酸盐为基质的发光材料成为研究的热点。黄国华课题组合成出掺杂三价铕和钐的Ca4GdO（BO3）3，王霞等采用前驱体法合成出掺杂铕的LaB3O6：Eu3+荧光粉，并对其进行了形貌等的研究。

6 总结

本文对金属硼酸盐的研究现状与应用进行了总结，为硼酸盐晶体材料的进一步发展提供了理论依据。

参考文献

[1]张克从，张乐惠.晶体生长科学与技术[M].北京：科学出版社，1997：374-446.

[2]李慧青，张淑芬，张旖，等.新型增强材料-硼酸镁晶须[J].化工新型材料，2001，（29）：16-18.

（作者单位：陕西学前师范学院化学与化工系）

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