氧化硼是一種無機物,化學式為B2O3,又稱三氧化二硼,是硼最主要的氧化物。它是一種白色蠟狀固體,一般以無定形的狀態存在,很難形成晶體,但在高強度退火后也能結晶。它是已知的最難結晶的物質之一。熔融時可以溶解許多堿性的金屬氧化物,生成有特征顏色的玻璃狀硼酸鹽和偏硼酸鹽(玻璃),用于制取元素硼和精細硼化合物。也可與多種氧化物化合制成具有特征顏色的硼玻璃、光學玻璃、耐熱玻璃、儀器玻璃及玻璃纖維、光線防護材料等。還可用作油漆的耐火阻烯添加劑和干燥劑。
三氧化二硼的結構性質是什么?
玻璃狀氧化硼(g-B2O3)很可能是一種由許多三角形BO3單元通過共用氧原子部分有序連接而成的網絡結構,其中以硼氧相間的六元環B3O3占優勢。該六元環中,硼原子為三配位,氧原子為二配位。該玻璃體在325-450 °C時軟化,其密度隨受熱情況而有一個變化范圍。加熱時,玻璃體氧化硼結構中的無序度增加。超過450 °C時會產生有極性的-B=O基。高于1000 °C時,氧化硼蒸氣則全部由B2O3單體組成,其結構為角形的 O=B-O-B=O。常壓下使液態的氧化硼在200-250 °C范圍內結晶,可以形成普通的六方晶系氧化硼(α-B2O3),其結構幾乎全部由三角形的BO3單元組成。在22000atm和400 °C時,α-B2O3轉變為高溫高壓型的單斜晶體β-B2O3。該轉變過程類似于石英在高壓下到柯石英的轉化。除此之外,β-B2O3也可以由液態氧化硼在40000atm和600 °C時結晶得到。β-B2O3的體積模量很大(K = 180 GPa)。g-B2O3和β-B2O3的維氏硬度分別為1.5GPa和16GPa。
三氧化二硼的合成方法是什么?
1、常壓法
將硼酸送入加熱釜內,升溫,硼酸徐徐脫水。當溫度升到107.5℃時變為偏硼酸(HBO2),升溫到150~160℃時轉變為四硼酸(H2B4O7),650℃以上則熔體產生大量泡沫,最終將溫度保持在800~1000℃,灼燒脫水到物料呈紅色并不再鼓泡為止。熔料相對密度為1.52。這時開啟抽絲機進行抽絲,溫度控制在700~900℃。然后將抽絲機上的氧化硼絲用退切機切斷,包裝,得氧化硼成品。
2、真空法
將硼酸置于不銹鋼盤中,放入烘箱內先烘1.5 h,再升溫至150℃,加熱4 h。加熱過程中要經常翻動,使其脫水均勻。接著將物料移出,冷卻,粉碎,然后置于真空烘箱中,保持密封,在220℃下加熱1.5 h,再升溫至260℃,并加熱4 h。再將物料冷卻、粉碎,放入管式爐中,加熱溫度控制在280℃,在真空下脫水4h,制得氧化硼產品。
3、將晶狀的硼酸裝在一只小皿中。放在裝有五氧化二磷的干燥反應器中并在真空下加熱至200℃使之完全脫水。水真空泵提供的真空度已夠用了,但最好采用較高真空度的真空泵。重要的是溫度要慢慢地升高到200℃,否則硼酸會熔結起來而妨礙水汽的進一步逸散。所用的量越大,在200℃下加熱的時間應越長,有時保溫達4h以上,脫水才能完全。對于3g硼酸,加熱1h就夠了。另外,在溫度保持不超過200℃的條件下
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