第八届青年地学论坛

青海柴达木盆地卤水中丰富的硼资源尚处于开发初期，如何实现硼资源的高效、高值化利用迫在眉睫。盐湖硼资源开发与利用归根结底是研究化学实体分子、原子或离子的相互作用，即硼酸盐水溶液结构。硼酸盐溶液中常见含硼物种的结构与其他含相同硼原子数的非常见硼酸根离子的结构非常相似。除常见含硼物种外，对其他硼酸盐物种在水溶液中的结构和性质研究报道较少，至今没有给出它们是否存在于溶液中的科学依据，且不清楚硼酸根离子发生水解/聚合反应时各物种间的相互转化机制。此外，几乎所有文献用晶体结构推测溶液中硼酸根结构是不完善的。这种推断，只能部分适用于固液同组成化合物所对应的溶液，而不适合于固液异组成化合物对应的溶液。迄今为止，具有短程、长程和周期性有序结构的硼酸盐晶体结构研究已经趋向完善和成熟。然而，几乎没有对盐湖卤水中硼资源的绿色分离提取、绿色合成和绿色再利用非常有意义的多原子硼酸根阴离子“母液”结构研究的文献。因此，对硼酸盐溶液中含硼物种的类型、结构和相互转化规律亟待进一步深入研究。
本工作采用X射线散射和中子散射方法相互补充和验证来研究硼酸钾溶液结构；采用量化计算方法进一步研究溶液中硼酸根离子的水解和聚合反应机理，并验证中子/X射线散射实验研究结论。通过以上研究实现溶液微观结构和宏观性质间关联，为丰富和完善盐湖硼酸盐溶液化学理论以及盐湖硼资源的绿色高效开发利用提供理论依据。
 

硼酸盐,溶液结构,X射线衍射,中子衍射,物种分布