偏硼酸锂的应用

背景及概述^[1]

偏硼酸锂是一种无色具有珍珠光泽的三斜系晶体。其可溶于水。1200℃以上开始分解。生成氧化锂。其八水合物为无色三方晶系晶体，熔点47℃。可由化学计量的氢氧化锂或碳酸锂与硼酸熔融制取。

应用^[2-6]

偏硼酸锂是一种熔融制样的助熔剂，适用于波长色散XRF荧光光谱仪、AA原子吸收和ICP等制样。它的主要作用是和四硼酸锂按比例混合来中和不同氧化物的酸碱性使得样品达到熔融，从而可以得到相应熔样玻璃片或溶液。其应用举例如下：

1. 偏硼酸锂制取ICP-AES和AAS用分析溶液。

所采取的技术方案是：其先用偏硼酸锂在铂或铂黄坩埚内对要检验的氧化性样品进行熔融分解；然后把熔融液直接倒入盛有稀酸之中；最后加热使氧化性样品的熔融液完全溶解在稀酸之中，即得到所述的分析溶液。利用偏硼酸锂对氧化物强的熔融分解特性，以及偏硼酸锂在铂或铂黄坩埚中好的脱模效果，可采用熔融液直接倒入稀酸液中快速生成分析溶液的方法；效的解决了抗酸氧化物的溶样问题，并通用于一般氧化物；所得的的分析溶液适用于电感耦合等离子原子发射光谱和原子吸收光谱。较一般硼酸钠碱熔法的不同点是可采用一步倾倒法，简化了操作步骤，降低了样品被污染的几率，并且实现了钠元素的测定。

2. 制备四氟硼酸锂。

四氟硼酸锂主要用在锂电池电解液和医药化工中。其制备方法包括如下步骤：将碳酸锂、单水氢氧化锂或无水氢氧化锂和硼酸、氧化硼混合后，灼烧，即可得偏硼酸锂，粉碎获得偏硼酸锂粉末，将偏硼酸锂粉末和氟化铵或氟化氢铵混合，真空度压力负压灼烧反应，即可得四氟硼酸锂产品。本发明以固体锂源、固体硼源为原料制备四氟硼酸锂，该工艺具有原料易得、原料无毒、无腐蚀性、产品品质高、无副反应产生、环保高效等优点。

3. 用于分析测试技术领域，特别是用电感耦合等离子体发射光谱法同时测定磷矿中磷镁铁铝硅钙钛锰锶含量的方法。

具体是偏硼酸锂是一种高熔点非氧化性溶剂，对大多数试样有很强的分解能力，能够有效地分解一些难溶的岩石和矿物。磷矿试样在铂金坩埚中，加入偏硼酸锂溶剂和溴化锂脱模剂用高频溶样机熔融分解磷矿样品，在磁力搅拌器下高温倒入盛有10%硝酸的聚四氟乙烯烧杯中，一次溶样酸化定容后，采用国家一级磷矿标准物质进行基体匹配及钇内标法建立标准曲线，ICP?AES同时测定磷矿中五氧化二磷、氧化镁、氧化铁、氧化铝、二氧化硅、氧化钙、二氧化钛、氧化锰、氧化锶含量的方法，具有便捷、准确等优点，尤其适用于批量磷矿样品测定。

4. 制备一种X射线荧光光谱法用铜精矿熔融制片。

方法是在铂金坩埚中用四硼酸锂、偏硼酸锂混合熔剂垫底，再依次称入碳酸钠、二氧化硅、硝酸锂和铜精矿样品，将碳酸钠、二氧化硅、硝酸锂和铜精矿样品搅匀，盖上四硼酸锂、偏硼酸锂混合熔剂，置于600℃马弗炉中15分钟，取出后用熔样炉800℃熔融，加入脱模剂并充分摇匀，倒入模具，冷却后取出，得到试样试料片。本发明保证了铜精矿中的硫能够稳定的留存在试片中而不会在制备过程中因高温散失。本方法适用于铜精矿中铜、硫、铅、锌、锰、砷、铁、硅、铝、镁、钙等元素含量的测定。

5. 制备一种无机全固态电致变色元件。

该元件的结构为：在掺锡氧化铟玻璃基片上依次沉积的氧化钨薄膜、偏硼酸锂和硫酸锂混合物薄膜、镍氧化物薄膜、掺锡氧化铟薄膜；其制备方法的步骤如下：将掺锡氧化铟导电玻璃切割出适合仪器设备大小的基片，并依次在丙酮、无水乙醇、去离子水中超声清洗；将装有基片的多靶磁控溅射装置的溅射成膜腔抽真空到1×10-4Pa；然后依次沉积氧化钨薄膜、偏硼酸锂和硫酸锂混合薄膜、镍氧化物薄膜、掺锡氧化铟薄膜。依本发明方法制备的电致变色元件具有改变可见光透射率的性能，并且具有调制范围大，反应时间短等特点，在变色玻璃，防眩反光镜，信息显示屏幕、促进节能窗的研究和应用等方面具有很大的价值。

制备^[7]

采用氢氧化锂与硼酸反应 制备偏硼酸锂，化学反应原理为：

其具体步骤如下：

1) 原料提纯：将单水氢氧化锂以固液质量比1:4用煮沸的纯水溶解后趁热过滤至澄清，得氢氧化锂净液；将硼酸以固液质量比1:1用煮沸的纯水溶解后趁热过滤至澄清，得硼酸净液；

2) 中和配料：往氢氧化锂净液中加入硼酸净液中和，反应温度在70℃以上，保温下搅拌15分钟，使反应充分，再沉降20分钟后准备离心分离，其中硼酸净液中硼酸物质的量为氢氧化锂净液中氢氧化锂物质的量的90%～97%；

3) 离心分离：分离温度≧50℃，离心机转速1500～2000r/min，分离时间 ≧15分钟，分离母液收集后集中存放；

4) 一次烘干：将离心分离的偏硼酸锂湿料加入不锈钢烘盘中在120—160℃ 下烘6—8h，再在200—250℃下烘2—4h；

5) 将一次烘干后的物料经破碎后在450—480℃下进行5—6h的二次烘干；

6) 将二次烘干后得到的无水偏硼酸锂粉料在除湿条件下包装，包装湿度≦ 50%。

主要参考资料

[1] 化合物词典

[2] CN201210035111.7 偏硼酸锂制取ICP-AES和AAS用分析溶液的方法

[3] CN201310309457.6制备四氟硼酸锂的方法

[4] CN201610930324.4ICP?AES法同时测定磷矿中磷镁铁铝硅钙钛锰锶含量的方法

[5] CN201610159318.3X射线荧光光谱法用铜精矿熔融制片方法

[6] CN200710179549.1一种无机全固态电致变色元件的制备方法

[7] CN201210459082.7 一种无水偏硼酸锂的制备方法