了解硼酸的制备方法和性质结构对于理解其在合成和工业中的用途至关重要。
简述：硼是一种重要的化学元素，有“工业味精”之称。硼产品在无机盐行业中具有重要地位，硼酸作为主要的一种硼产品，而广泛应用于玻璃、医药、冶金、化工、军工、核能及航天航空等多种领域。近年来，随着世界经济的快速发展，各领域对硼酸的需求不断增长，新的技术以及生产工艺不断涌现。
1. 性质：
硼酸(H3BO3)是氧化硼的三水合物，相对分子质量为61.83，三斜轴面的鳞片状带光泽结品或白色粉末状结晶。能溶于水和一部分有机溶剂(如甘油、乙醇、香精油及醚类)。当硼酸加热至70~100℃时,脱水变成HBO2,在150~160 ℃时则聚合生成H2B4O7,继续加热至 300℃以上时，则完全脱水生成 B203。硼酸是一种缺电子化合物，是一元路易斯酸，在与水作用时，B原子易接受水电离出的OH，从而增大H的浓度，故硼酸溶液显酸性。
硼酸又是一种很弱的酸，在常温下，使用无机酸就可以将硼酸从其盐类中置换出来。硼酸通过与多羟基化合物反应，生成解离度较大的络合硼酸，可使酸性增强。也可以在其水溶液中加入某些中性盐(如氯化钙)，从而提高硼酸的酸性。
2. 结构：
硼酸分子构型一般为平面三角形。正是由于这种三角形的平面结构，硼酸分子易于形成片层状结构的晶体。如图所示，是三斜晶系的硼酸晶体结构示意图，属于P-1空间点群。每一个硼原子与三个 OH基团中的氧原子以sp2杂化轨道成键，形成三角形的 B(OH)3，硼原子在三角形的中间。每一个单独的B(OH)3分子(如图1.1-1所示)通过氢键与相邻的三个相同分子构成了2∞[B(OH)3]伪六边形层状结构,在分子所在平面，每个硼酸分子以氢键相连接。其中O-H，B-0和 O…H的平均键长为 0.82?、1.3630? 和1.8995?；B-0-H，0-B-0和 O-H…0 的平均键角为 109.45°、120.00°和 173.91°。硼酸分子层之间通过微弱的分子间作用力结合，层间距离为3.2615?。由于硼酸分子的这种成层的排列方式，在一定程度上与石墨和二硫化钼的结构相似，因此硼酸品体有滑腻手感，可以作为润滑剂。
3. 用途
硼酸是一种重要的无机化工原料，在玻璃、搪瓷、冶金、医药、光电材料、通信等领域有着广泛应用，同时也是航空航天和核工业的必需品。在 医药领域，硼酸可以作为杀菌用的药品，同时也可以用于癌症的治疗；在核工业中，硼酸专门用于核电站水冷反应堆的中子屏蔽，要求金属杂质质量分数小于1×10－6。
4. 制备方法
盐湖及其卤水和含硼矿物是制备硼酸的2大原材料。从盐湖及其卤水中提取硼酸的方法主要有结晶法、吸附法、萃取法、离子交换法和沉淀法;从含硼 矿物中提取硼酸的方法主要有硫酸法、硼砂硫酸中和法、盐酸法、碳氨法、多硼酸钠－硫酸法、电解电渗析法、二氧化碳法和丙酸法等。
5. 生产现状
我国硼酸生产现状硼酸的进口数量近些年一直维持在20 000 t以上，而出口数量只有几千吨，差距数十倍，且连年来呈现下降趋势。下图、下表为2016—2020年详细的进出口量、进出口额和硼酸单价的统计。
参考文献：
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