高效催化剂——磷钨酸水合物

概述

磷钨酸水合物是化学物质，CSA号是12501-23-4，别名钨磷酸水合物、磷钨酸，分子式为H₃O₄0PW₁₂.xH₂O，线性分子式是H₃[P(W₃O₁₀)₄]·XH₂O。性状为无色、灰白色粉状固体或淡黄色的细小晶体。具有酸性，而且具有氧化还原性，略有风化性，能溶于醇、醚和水，溶于约0.5份水。

应用领域

1）光致变色涂料技术领域。基于有机无机杂化的光致变色涂料合成包括以下配方原料：萘四甲酰基二酰亚胺偶氮苯衍生物，磷钨酸水合物，硝酸镧六水合物，聚氨酯分散体，成膜助剂，分散剂，消泡剂。这种基于有机无机杂化的光致变色涂料，当配体接受到光照时，其中的N=N基团产生可逆的顺反异构反应，使黄色的反式化合物转化为红色的顺式物质。合成得到的镧化合物中，La³⁺很容易被还原，产生的电子在PW₁₂O₄₀与配体之间形成电子辐射跃迁，使配体的紫外可见吸收光谱发生红移，产生良好的荧光发射现象，并且通过激发态电子转移与配体形成配体自由基，将W⁵⁺氧化为W⁶⁺，进一步促进配合物发生可逆的光致变色的现象[1]。

2）磷钨酸水合物是一种多功能的新型催化剂，具有很高的催化活性，稳定性好，可作均相及非均相反应，甚至可作相转移催化剂，对环境无污染，是绿色催化剂。例如， 磷钨酸水合物作为癸二酸和乙醇的酯化催化剂，性能优于硫酸，并且催化剂可以重复使用多次[2]；以苄基三乙基氯化铵为相转移催化剂，用磷钨酸水合物催化过氧化氢氧化环己烯合成己二酸，该方法避免了目前所常采用的对环境有污染的硝酸氧化方法所产生的氮氧化物及废酸[3]；以磷钨酸作催化剂合成富马酸二甲酯，该工艺的特点是，反应时间短(4h)酯收率高(~90%)，催化剂经简单回收再生处理后可以多次重复使用，无腐蚀设备及“三废”处理等问题[4]。

3）用作电子染料。主要用于各种生物碱、含氮碱、酚、蛋白质、蛋白胨、氨基酸、脲酸、脲、血液和碳水化合物的试剂，生物染色。譬如：以磷钨酸作电子染料，对聚苯乙烯/聚丙烯酸丁酯(PS/PBA)乳液，乙烯-醋酸乙烯(EVA)共聚乳液，自交联型丙烯酸酯共聚乳液(PBA/PMMA)进行染色，磷钨酸水合物能有效地增加这3类乳液核壳结构的质厚差别，使电镜图像清晰，分明[5]。

参考文献

[1]陈炜,姬芳芳,万惠林.一种基于有机-无机杂化的光致变色涂料及其制法.2021.

[2]林进,张艳峰.磷钨酸催化合成癸二酸二乙酯的研究[J].精细化工, 2000, 17(2):3.DOI:10.3321/j.issn:1003-5214.2000.02.009.

[3]张英群,王春,李贵深,李敬慈.磷钨酸催化过氧化氢氧化环己烯合成己二酸[J].有机化学, 2003, 23(1):2.DOI:10.3321/j.issn:0253-2786.2003.01.019.

[4]蒋先明,蒙贵愫.磷钨酸催化合成富马酸二甲酯的研究[J].化学世界, 1995.DOI:CNKI:SUN:HXSS.0.1995-03-008.

[5]李小琴,陈沛智,秦昌华,等.磷钨酸在核壳型乳液TEM表征技术中的应用研究[J].高分子材料科学与工程, 1999(01):129-131.DOI:10.3321/j.issn:1000-7555.1999.01.036.