四硼酸钾是一种无机化合物,常温常压下为白色固体粉末,具有显著的吸湿性和一定的潮解性,四硼酸钾在精细化工生产领域中主要用于制造消毒剂,它可作酪蛋白溶剂和抗磨添加剂,还可用作焊接助熔剂的成分和重氮型显影溶液的组分。

图1 四硼酸钾的性状图
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图2 四硼酸钾的化学结构式
采用碳酸钾中和法制备硼酸钾的工艺流程如下:先将溶解后的碳酸钾溶液置于反应罐中,在适宜温度下缓慢加入硼酸进行反应,反应结束后过滤溶液以除去水不溶物;随后对滤液进行冷却、结晶、离心分离及干燥处理,即制得硼酸钾产品。若需获得更高纯度的产品,可对该粗产品进一步精制提纯,最终得到试剂级别的四硼酸钾。值得注意的是,通过此方法获得的四硼酸钾产品具备良好的化学纯度与稳定性。
极压抗磨性能
通过四球摩擦磨损试验机对四硼酸钾在水介质中的极压抗磨性能进行了研究,并结合扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDX)及X射线光电子能谱(XPS)对磨斑表面形貌、元素分布及化学状态进行分析。结果表明,四硼酸钾能显著提升水的极压性能,但其对抗磨性能的改善作用相对有限。在极压条件下,含四硼酸钾的水溶液形成的磨斑表面擦伤较轻,硼元素含量较高,并在摩擦表面生成了以B₂O₃、Fe₃O₄和Fe₂O₃等为主要成分的摩擦氧化膜,该膜层具有良好的极压与抗磨作用。[1]
化学应用
四硼酸钾具有良好的缓冲性能,在电化学水分解、消毒剂及石油天然气工业等领域有广泛应用。例如,其四水合物(K₂B₄O₇·4H₂O)可作为电化学水分解反应的电解质,并能增强催化剂的析氧活性。此外,四硼酸钾还可用于合成具有分级孔结构的碳泡沫,这类材料适用于超级电容器;同时,它也有助于调控碳泡沫的孔道形态,进而用于制备可去除油气管线中黄铁矿(FeS₂)垢的绿色处理配方。
参考文献
[1] 陈波水等. 四硼酸钾在水介质中的极压抗磨性能研究[J].材料工程, 2009, 3: 3.