过饱和五硼酸钠溶液结构

用快速X射线衍射法测量了298和323K时过饱和五硼酸钠溶液的时间空间平均结构,得到了溶液径向分布函数.通过模型设计及理论计算获得了B-B、B-O、O-O、Na-O、Na-B原子对相互作用的理论偏径向分布函数,并讨论了浓度和温度对五硼酸钠溶液结构的影响.在五硼酸钠过饱和溶液中六水合Na+形成八面体结构,其平均配位数随浓度和温度变化不大,作用距离随温度升高及浓度减小而减小;给出了溶液中主要硼酸盐离子B3O3(OH)4-、B5O6(OH)4-和B(OH)3的水合结构,较高温度及较高浓度有利于更高聚合的多聚硼酸根离子的形成;浓度对硼酸盐离子的第一水合层的水合数影响较大,在较浓的五硼酸钠过饱和溶液中,五硼酸根离子的一个端氧单齿配位到Na+上形成离子对,Na-B特征距离为0.328nm.

氯化钾与五硼酸钠复分解反应制备五硼酸钾的动力学

研究了利用氯化钾晶体和五硼酸钠溶液的复分解反应制备五硼酸钾的方法.考察了五硼酸钠溶液浓度、反应温度和反应物摩尔配比(KCl:NaB5O8)对五硼酸钾结晶率的影响,结果表明,五硼酸钠溶液浓度是影响反应的最主要因素,反应温度和反应物摩尔配比的影响次之.采用选取控制步骤法并引入修正的Debye-Hückel活度系数模型和Bromley渗透系数模型研究了该反应的动力学的影响规律,得出反应级数为2,表观反应活化能为85.8kJ/mol,反应主要受四水五硼酸钾晶体析出的控制.

三氧化二硼和五硼酸钠水合物非晶结构

X射线衍射法测量了三氧化二硼及五硼酸钠水合物的非晶结构,通过非晶衍射实验数据处理,得到了它们的径向分布函数(RDF).模型定量计算,得到了其短程有序结构,三氧化二硼水合物非晶中75%的硼参与形成平面硼氧六元环(boroxol),给出了环内ortho-B—O,meta-O—O,meta-B—B和para-B—O相互作用的距离和作用数,支链与硼氧六元环之间的夹角为125°±15°;五硼酸钠水合物非晶中,由两个硼氧三角形(B△)和一个硼氧四面体(B□)构成的两个变形六元环通过公共顶点(B□)相连而形成五硼酸阴离子,高度有序的离子内相互作用占绝对优势.六配位Na+与五硼酸阴离子中一端氧相连,Na—B特征距离为0.330 nm.

盐湖水氯镁石合成三方硼镁石的结晶机理及动力学研究

硼酸镁是一种重要的化工原料,广泛应用于玻璃、陶瓷和塑料高分子等行业中。针对活性MgO合成三方硼镁石成本高等缺点,以盐湖水氯镁石为镁源、五硼酸钠(或硼酸和氢氧化钠)为硼源,开展了水热法快速合成三方硼镁石的实验研究。采用动力学方法和拉曼光谱技术对其结晶机理及动力学进行了探讨。结果表明,温度、原料物质的量比对合成三方硼镁石影响较大,当温度为25℃或室温、五硼酸钠和氯化镁物质的量比为1∶8时,三方硼镁石的合成时间短、纯度高。水氯镁石的加入可促进五硼酸钠碱金属溶液中的B_(3)O_(3)(OH)_(4)^(-)缩聚反应生成B_(6)O_(7)(OH)_(6)^(2-),对应溶液则转化为碱土金属硼酸镁过饱和溶液,有利于六硼酸镁盐难溶化合物(三方硼镁石)的结晶析出,晶体生长机制为多核表面反应控制。该研究提供了一种三方硼镁石快速合成的方法,工艺简单且成本低,同时对盐湖镁资源综合利用也具有一定的指导意义。

NaB_5O_8·5H_2O过饱和溶液中硼氧配阴离子的FT-IR光谱分析

研究了ＮａＢ５Ｏ８·５Ｈ２Ｏ过饱和水溶液及其在稀释和酸化过程中的ＦＴ－ＩＲ光谱，并与已知固体五硼酸盐对比进行光谱频率的归属，提出五硼酸盐过饱和水溶液中硼氧配阴离子的存在形式及其相互转化机理。

三元体系NaCl-Na_2B_4O_7-H_2O 363.15K下介稳相平衡研究

采用等温蒸发法研究了三元体系Na Cl-Na2B4O7-H2O 363.15 K下的介稳相平衡,测定了平衡时各组分的溶解度及平衡液相的密度、p H等物化性质。该三元体系在363.15 K下的介稳相图含有1个共饱点E,2条单变量曲线AE,EB,2个结晶区。2个结晶区分别对应单盐Na Cl和单盐Na2B4O7·5H2O。共饱点E对应的平衡固相为Na Cl+Na2B4O7·5H2O,平衡液相组成为w(Na Cl)24.84%,w(Na2B4O7)7.18%,w(H2O)67.98%。研究结果表明,该三元体系为简单三元体系,无复盐和固溶体生成。

多硼酸盐的分散作用及其对碳酸钙沉淀的影响

采用静态电导率法,研究了不同温度及硼浓度条件下,硼砂和合成的五水合五硼酸钠(SPP)对碳酸钙临界过饱和度值的影响,并利用多晶X射线衍射仪、扫描电子显微镜和能谱仪对碳酸钙沉淀进行表征。结果表明,硼砂和SPP具有分散作用,硼含量越高,分散作用越好。随着温度升高(20~70℃),硼砂和SPP的分散作用均降低,但SPP更具有耐温性。进一步研究发现,硼砂和SPP能够捕获Ca2+,导致沉淀量减少,同时能够降低碳酸钙结晶度,但是不改变碳酸钙的晶型和成分。SPP的分散作用更明显,导致沉淀中出现球状和盘状结构。这可能是由于SPP溶液中[B5O6(OH)4]-阴离子特殊的三维骨架结构更易捕获Ca2+,阻止沉淀晶粒的生成。研究结果可为高效多硼酸盐分散剂的研发提供依据。