簡(jiǎn)介

磷鎢酸水合物（H?PW??O??·xH?O）為白色至灰白色潮解性晶體，熔點(diǎn)約95 ℃，極易溶于水（≈85 wt%）及乙醇、丙酮、DMF等極性溶劑，水溶液呈強(qiáng)酸性（pH 1.3）。兼具Br?nsted酸與氧化-還原雙功能，可作為均相、非均相或固載型綠色催化劑，廣泛用于酯化、縮合、雜環(huán)構(gòu)建等有機(jī)反應(yīng)；也是生化分析中常用的沉淀、顯色和染色試劑，用于含氮堿、氨基酸、蛋白質(zhì)等樣品的檢測(cè)與電鏡觀察。

磷鎢酸水合物的性狀

用途

磷鎢酸水合物是高效、可重復(fù)使用的固體酸催化劑，普遍適用于酯化反應(yīng)，可建立相應(yīng)表觀動(dòng)力學(xué)模型指導(dǎo)過程優(yōu)化。例如：吳勝富等人以活性炭吸附磷鎢酸水合物作催化劑催化合成乙酸異戊酯，在優(yōu)化條件下，消除內(nèi)外擴(kuò)散，研究乙酸濃度與時(shí)間的變化關(guān)系，建立酯化反應(yīng)的表觀動(dòng)力學(xué)模型，并對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果表明，常壓下，在實(shí)驗(yàn)條件范圍內(nèi)，該酯化反應(yīng)為二級(jí)反應(yīng)，活化能為E.=31.20 kJ/mol，指前因子kO=114.43 L/(mol·min)，動(dòng)力學(xué)模型計(jì)算結(jié)果與實(shí)際測(cè)定結(jié)果相符合，動(dòng)力學(xué)方程為：r=dCa/dt=114.43e-31197/RTCAB[1]。

磷鎢酸水合物也是多氮雜環(huán)高效構(gòu)筑的通用酸催化劑。例如：將2-氨基-5-氯吡啶、異戊醛與異氰酸環(huán)己酯按摩爾比1:1:1溶于0.5 mL EtOH，加入2 mol%磷鎢酸水合物，置于Biotage微波反應(yīng)瓶。在Biotage? Initiator+腔體內(nèi)120 °C磁力攪拌反應(yīng)30 min，微波功率自動(dòng)調(diào)節(jié)。冷卻至室溫后取出反應(yīng)液，真空濃縮，殘余物經(jīng)硅膠柱層析（5%→30% EtOAc/己烷）梯度洗脫，得目標(biāo)產(chǎn)物[2]。

此外，磷鎢酸水合物經(jīng)“焙燒-還原-刻蝕”三步即可轉(zhuǎn)化為富含氧空位、高比表面積的介孔WO???，用作高效可見光催化劑，可快速將CO?還原為甲烷，工藝簡(jiǎn)便、綠色環(huán)保。例如：以磷鎢酸水合物為鎢源，先在空氣中350–600 °C焙燒，使其分解并在KIT-6介孔硅骨架內(nèi)原位生成WO?；隨后在450–550 °C、H?氣氛下還原，引入氧空位；最后用10 % HF溶除KIT-6硬模板，即得高比表面積、大孔徑、富含氧空位的介孔WO???。該材料在可見光區(qū)響應(yīng)強(qiáng)，能快速、高效地將CO?選擇性還原為甲烷，且流程簡(jiǎn)短、設(shè)備常規(guī)、無有害排放[3]。

參考文獻(xiàn)

[1]吳勝富,黃潤(rùn)均,陳東蓮,等.H3PO40W12·xH2O/C催化合成乙酸異戊酯的動(dòng)力學(xué)[J].應(yīng)用化工, 2010, 39(12):1795-1798.DOI:10.3969/j.issn.1671-3206.2010.12.002.

[2] HPW-catalyzed environmentally benign approach to imidazo[1,2-a]pyridines. By: Martinho, Luan A. et al. Beilstein Journal of Organic Chemistry (2024), 20, 628-637

[3] 趙喆,汪李超,汪玉,等.一種具有氧空位介孔WO3-x可見光催化劑及其制備方法和應(yīng)用:CN201510222857.2[P].CN104874389A[2025-09-21].