题目：阻燃性锌硼酸盐的合成、表征及热化学研究

摘 要


由于硼原子具有独特的BO3平面三角形和BO4四面体两种配位方式，使得硼酸盐种类繁多，结构复杂多样，是功能材料的来源。硼酸盐在阻燃、复合增强材料和摩擦学等领域有重要的应用价值。锌硼酸盐阻燃剂以其优良的阻燃、低毒和抑烟特性正越来越受到人们的关注。因此，研究锌硼酸盐的热力学性质具有实际意义。
本论文利用溶液法合成了结晶水较多的硼酸盐3ZnO·5B2O3·14H2O和2ZnO·3B2O3·7H2O。用水热方法合成了结晶水较少的硼酸锌2ZnO·3B2O3·3H2O和4ZnO·B2O3·H2O。通过FT-IR光谱和X-射线粉晶衍射(XRD)等手段对其进行了物相鉴定，通过化学分析和同步热分析(TG-DTA)来确定组成。合成产品纯度高，适合于进行量热实验。
利用微量热计在298.15K下分别测定了所合成的4种锌硼酸盐纯相分别溶解于1mol·L-1 HCl水溶液中的摩尔溶解焓和氧化锌在(1mol·L-1 HCl + H3BO3) (aq) 中的摩尔溶解焓。通过设计热力学循环，结合H3BO3在1mol·L-1 HCl水溶液中的摩尔溶解焓以及ZnO (s)、H3BO3 (s)和H2O (l)的标准摩尔生成焓，求得了4种锌硼酸盐的标准摩尔生成焓。另外，应用“基团贡献法”对2ZnO·3B2O3·3H2O的热力学性质进行了估算。
本论文所得结果进一步丰富了硼酸盐化学内容，为锌硼酸盐的应用提供了新的合成方法和物化基础数据，对锌硼酸盐阻燃材料的进一步开发利用具有一定意义。
 
关键词：锌硼酸盐，溶液法，水热合成，热化学，标准摩尔生成焓