您现在的位置是:首页 > 成果推介 >

硼化合物发展简史及其分类命名
[点击量:2990] [作者:admin] [日期:2008-10-17]

  中国古代医药用天然硼砂制“冰硼散”。公元800年,冶金、化学方面应用硼砂已有文字记载。1320年,马可波罗把西藏天然硼砂(西月石)和应用技术传入欧洲。1563年已有正式手工作坊加工天然硼砂。1808年,盖吕萨克用金属钾还原制得元素硼。1812年Dsvy命名硼为Boron等。   1828年意大利建立起硼工业。从1846年起法国人埃勃曼和勃格首次合成了有机硼化合物正硼酸酯起,至20世纪60年代初英国、法国、前苏联、美国、瑞典等先后合成了一系列有机硼化物。1852年智利建立起硼工业,1884年美国加利福尼亚州生产硼酸、硼砂,1892年法国麻斯山(Miossan)用镁还原法制得元素硼。19世纪末叶,土耳其、阿根廷、秘鲁等国家也相继开发了本国硼资源。1912年,斯托克首先制得一系列硼氢化物,乙硼烷,丁硼烷等,开拓共价化学新领域。1925年,美国发现加州克拉默矿山钠硼解石。1927~1929年,美国建立加州硼砂生产基地。   1930年,前苏联开始建立硼砂工业。1950~1960年,美国在硼城发现硼钙矿和硼砂矿并建立了工业化生产。一些没有硼资源的国家,则利用进口硼矿为原料相继建立了硼加工工业。从我国建立加工天然硼砂的手工作坊算起,硼化合物生产已有400多年的历史。第二次世界大战期间,随着军事工业的需要,促进了硼合金和金属硼化物的发展。20世纪50年代以后,由于耐高温、耐磨、耐蚀材料的问世,使硼化物开拓了新的领域;60年代之后,纺织和玻璃纤维工业的发展又进一步促进了硼砂、硼酸生产发展;进入70年代,随着航空及航天技术开发,应用硼化合物生产各种新型材料和复合材料得到迅速发展。目前,无机硼化合物品种已有70多种。

  建国前,由于地理和历史等原因,我国一直没有形成硼加工业。建国后,我国硼化合物工业化生产是从1956年开始的。在20世纪50年代,硼砂属战略物质,我国自力更生地发展自己的硼工业,以满足国民经济发展需要。1955年, 我国开始寻找新的硼矿资源,新中国第一块硼矿石是从辽宁凤城发现的。凤城县发现了品位较高的硼镁矿后,进行了小规模露天开采,次年在辽宁省开原化工厂,冉 启培用硫酸法加工硼镁矿制取硼酸,然后用纯碱中和制得硼砂。继开原化工厂之后,营口火柴仓(营口化工厂前身)、丹东木器厂、辽阳冶建化工厂,上海大新化工 厂。上海第二泡花碱厂、北京化工三厂、西安产河化工厂、天津红旗化工厂等都陆续建立起小规模的酸法加工车间,开始了硼化合物的生产。

  1956年,原化工部组织沈阳化工研究院、沈阳农药厂等进行碱法加工硼镁矿的技术攻关。1957年起,许多企业改为碱法生产。在这一年中,有的工厂由于酸法腐蚀严重被迫关闭,有的改建扩建,使得全国用硼镁矿加工生产硼砂的工厂达20多个,初步形成了我国硼工业的基础。此时,常压碱解法问世。1959年,沈阳农药厂与辽宁化工研究所合作又进行了碳碱法试验,于1963年在沈阳农药厂建成了我国第一个年产2000t硼砂的碳碱法生产装置。1960年,大连理工大学研究了硼矿焙烧机理,促进了各厂硼矿石焙烧质量的提高。1961年,上海第二泡花碱厂开始研究加压碱解法,于1963年获得成功。加压碱解法使硼的分解率提高到90%以上。1963年在全国推广加压碱解法,同时在三年左右时间里,有改进并推广了硼矿焙烧技术,改用真空叶片吸收率、气流干燥等设备,完善了生产硼砂的工艺,独创了我国硼砂生产工艺,分解率指标超过前苏联专家波任教授认为的“碱法工艺加工硼镁矿的分解率不超过70%的”论述,达到了90%。1964年至1966年间是我国硼行业的兴盛时期,各项技术经济指标都创历史最高水平。原化工部于1976年在全国开始推广碳碱法工艺的同时,又研究引进了其它行业的先进设备和技术,如沸腾焙烧及其膜金属技术、箱式压滤机、流化床振动干燥机、密压机、电渗析等,使我国硼工业的装备水平又进一步提高。早在20世纪50年代开始中科院上海有机化学研究所先后开发成功用于火箭推进剂电子电镀、药物等领域的有机硼化物20多种。

  与此同时,我国广大科技工作者从20世纪60年代就开始了硼化合物新品种的开发研究。1960年到1970年分离出硼10同位素元素硼,1967年试制出三氟化硼络合物。

  关于无机硼化合物命名合分类,国际国内和各个领域学科均有各自的分类和命名法。通常的分类和命名又结合我国硼工业建业以来,国内公开出版的硼化合物专著和“行业习惯”和使用硼化合物的经验,按照如下的思路进行分类和命名。

  1单体硼

  根据晶形和形貌的不同划分为无定形元素硼,晶体元素硼,我们又将产品的纯度不同划分了一个高纯度元素硼。另外,还把硼10同位素划出了元素硼的一个品种。

  2硼的氧化物

  氧化硼又通常称为硼酐。

  3硼砂和硼酸

  作为含硼的基本产品分别化为一类,如硼砂,通常称为十水四硼酸钠。根据它们用途的不同,又分为工业十水硼砂,五水硼砂、无水硼砂、试剂硼砂、电容器硼砂、药用硼砂、摄影用硼砂。

而硼酸又称正硼酸。偏硼酸为硼酸脱水后的中间产物不单独存在。在硼酸中又可根据用途不同分为工业硼酸、电容器硼酸、试剂硼酸、药用硼酸和摄影用硼酸。

  4金属硼酸盐和硼氧化物

  这 是一大类硼酸盐,这其中也包括非金属的硼酸盐类如硼酸铵。我们把它划分进这一类中。这一大类中包括偏硼酸盐。国外一般称为二硼酸盐。在这一类硼酸盐中有金 属硼酸盐外如硼酸锌、硼酸钾等。我们把过硼酸盐及硼氧化物及硼氢它们的盐类如乙硼烷等系列硼氢化物,硼氢化钾划入其中。

  5硼的卤化物和氟硼酸盐

  这个系列中包括了著名的三氟化硼、三氯化硼、三溴化硼及三碘化硼,其中氟硼酸盐是一个系列的用途较广的氟硼化物盐类。

  6新出现的金属硼化合物

  我国已经开发成功的有着特种形貌和特别用途的金属硼化合物(我们未把它们列入这一类中)而是称为硼酸盐晶须类,我们专门把它们划成一个类别。

  7金属非金属硼化物

  这一类硼化物用途十分广泛。特别是近年来出现的一些新型复合材料,含硼材料作为添加剂成分改变其使用性能。作为协同剂也好,都是不可缺少的。【南阳东方应用化工研究所】