含磷杂多酸：性质及应用简析

1)性质和用途

杂多酸是由杂原子(如P、Si、Fe、Co 等)和配位原子(如Mo、W、V、Nb、Ta 等)按一定的结构通过氧原子配位桥联组成的一类含氧多酸,或多氧族金属配合物,常用HPA 表示。 同时具有酸碱性和氧化还原性。 杂多酸具有二级结构。 一级结构为杂多阴离子结构,二级结构为杂多阴离子、阳离子和水或有机分子等的三维排列。 目前已经确定的结构有Keggin、Dawson、Anderson、Silverton、Strandberg 和Lindgvist。

钼钒磷杂多酸及磷钨钒杂多酸(盐)作为精细有机合成和石油化工的催化剂已经受到人们的广泛关注。 钼系杂多酸(盐)催化剂是一类兼具氧化还原性和酸性的多功能催化剂,并可以根据实际需要调节它的催化性能。 迄今为止,已实现工业化大生产的主要有下述8 个有机合成过程:

丙烯水合;正丁烯水合;异丁烯水合;糖苷的合成;四氢呋喃的高分子聚合;甲基丙烯醛氧化为甲基丙烯酸;双酚A 的合成;双酚S 的合成。 它们均充分显示出其催化剂的广阔的应用前景。 杂多酸(盐)催化剂的开发和工业化应用必将使我国有机合成化工、精细化工水平迈入新阶段,也是钼、钨行业开发精细与用化学品的重要方向。(www.xing528.com)

2)制备方法

以磷钨酸为例简单讲述一下其制备方法。

在容积3 L 的三颈烧瓶中加入2 L 水及由钨酸钠和硝酸制得的活性H2WO4 和5 g H3PO4(化学纯,以100%计,如85%应折算),三颈瓶中间安装水封搅拌器。 一侧口安装回流冷凝器,另一侧口封盖备用,在不断搅拌下将混合物煮沸回流6 h,然后移入瓷皿中蒸发至原体积的1/4。 如果溶液是蓝色,需加入几滴10% H2O2 让其褪色。 然后在布氏漏斗上铺滤纸及5 mm 厚的活性H2WO4,将热溶液抽滤,滤液蒸发至出现结晶。 放冷后即抽滤得粗品,将粗品重结晶可纯化为纯品。