Ammonium fluoroborate, còn được gọi là NH4BF4, là một hợp chất hóa học quan trọng với nhiều ứng dụng trong lĩnh vực công nghiệp và hóa học. Đây là một muối amoniac của axit borofluoric (HBF4), có dạng bột trắng hoặc hạt tinh thể màu trắng.

Ammonium fluoroborate thường được sử dụng trong quá trình điện mạ kim loại, trong đó nó hoạt động như một nguồn florua, giúp tạo ra lớp màng bảo vệ hoặc mạ kim loại. Nó cũng được sử dụng trong việc làm sạch bề mặt kim loại và làm giảm bọt khí trong quá trình hàn. Hợp chất này cũng tham gia vào các phản ứng hóa học khác và có vai trò trong tổng hợp hữu cơ.

Tuy nhiên, cần đề phòng khi làm việc với ammonium fluoroborate vì nó chứa fluor, một chất rất độc và ăn mòn. Việc xử lý và lưu trữ an toàn là điều quan trọng khi làm việc với chất này.

2. Tính chất vật lý và hóa học của  Ammonium TetraFluoroborate – Amoni Fluoroborate – NH4BF4

Tính chất vật lý:

• Trạng thái vật chất: NH₄BF₄ tồn tại ở dạng tinh thể rắn, màu trắng hoặc hơi đục.

• Khối lượng phân tử: 96.82 g/mol.

• Độ tan: Dễ tan trong nước, tan tốt trong methanol, ethanol và acetone. Không tan trong các dung môi không phân cực như ether hay toluene.

• Điểm nóng chảy: Khoảng 250–260 °C (phân hủy).

• Tính hút ẩm: Có khả năng hút ẩm nhẹ, cần bảo quản kín để tránh hấp thụ hơi nước từ không khí.

• Đặc tính khác: Ổn định ở điều kiện thường, không bay hơi, không mùi, không dễ cháy.

Tính chất hóa học:

• Phản ứng với nước: Khi hòa tan vào nước, muối NH₄BF₄ phân ly thành ion NH₄⁺ và BF₄⁻. Dung dịch có tính axit yếu do cân bằng phân ly của ion NH₄⁺ trong nước.

• Phản ứng nhiệt: Khi đun nóng mạnh (> 250 °C), NH₄BF₄ phân hủy tạo ra khí độc như NH₃ (amoniac), BF₃ (bor trifluoride) và các sản phẩm fluoro khác, phản ứng sinh nhiệt mạnh.

• Phản ứng với bazơ mạnh: BF₄⁻ có thể bị thủy phân trong môi trường bazơ mạnh, tạo ra ion F⁻ và dẫn đến giải phóng khí NH₃.

• Khả năng phản ứng với oxi hóa mạnh: Có thể tạo ra các phản ứng nguy hiểm trong điều kiện nhiệt độ cao và với chất oxi hóa mạnh, đặc biệt là các hợp chất halogen hóa hoặc perchlorat.

Hiện tượng vật lý đặc trưng:

• Trong điều kiện không khí ẩm, tinh thể NH₄BF₄ có thể hấp thụ nước, gây hiện tượng vón cục hoặc dính nhẹ.

• Khi nung, chất này bốc khói trắng nhẹ và giải phóng mùi khai đặc trưng của amoniac nếu không xử lý khí đúng cách.

• Dưới kính hiển vi phân cực, tinh thể NH₄BF₄ có thể hiển thị hiện tượng lưỡng chiết nhẹ.

3.Ứng dụng của  Ammonium TetraFluoroborate – Amoni Fluoroborate – NH4BF4 do KDCCHEMICAL cung cấp

3.1. Ứng dụng làm chất điện phân trong pin và tụ điện dòng ion

Ứng dụng:
Ammonium Tetrafluoroborate được sử dụng rộng rãi làm chất điện phân trong các thiết bị lưu trữ năng lượng tiên tiến như siêu tụ điện (supercapacitor), pin dòng chảy (flow batteries) và một số hệ thống điện hóa đặc biệt. Nhờ khả năng phân ly tốt trong các dung môi hữu cơ và độ ổn định cao, NH₄BF₄ giúp cải thiện hiệu suất truyền ion, tăng độ dẫn điện và kéo dài tuổi thọ thiết bị.

Cơ chế hoạt động:
Trong dung dịch, NH₄BF₄ phân ly hoàn toàn thành NH₄⁺ và BF₄⁻. Ion BF₄⁻ có tính ổn định nhiệt và điện cao, không bị oxy hóa hay khử trong quá trình sạc-xả, giúp duy trì hiệu suất điện phân lâu dài. Mặt khác, ion NH₄⁺ đóng vai trò cân bằng điện tích trong hệ thống điện hóa. Không có hiện tượng tạo cặn hay phản ứng phụ đáng kể, giúp tăng độ bền cho vật liệu điện cực.

3.2. Ứng dụng trong tổng hợp hữu cơ chứa boron

Ứng dụng:
NH₄BF₄ là một nguồn fluoride để tổng hợp các hợp chất organoboron, ví dụ: boronic acid, alkylborate, hoặc boronate ester – những chất có vai trò quan trọng trong xúc tác, y học, hoặc vật liệu bán dẫn. Nó giúp chuyển đổi hợp chất chứa boron thành dạng hoạt động cao hơn nhờ khả năng trao đổi ligand hoặc tạo phức với các hợp chất trung gian.

Cơ chế hoạt động:
Anion BF₄⁻ tham gia phản ứng dưới dạng phối tử (ligand), hoặc tác nhân fluor hóa. Tạo thành phức BF₃ hoặc BF₂-R tùy theo điều kiện phản ứng. Phản ứng thường xảy ra qua trao đổi ligand hoặc phản ứng nội phân tử giữa BF₄⁻ và dẫn xuất boron ban đầu. Về vật lý, sự chuyển màu dung dịch. Tạo kết tủa hoặc tạo lớp màng là dấu hiệu rõ ràng của quá trình chuyển hóa.

3.3. Ứng dụng xử lý bề mặt kim loại

Ứng dụng:
Trong ngành luyện kim và xử lý bề mặt, NH₄BF₄ được sử dụng để làm sạch và tạo lớp bảo vệ trên bề mặt kim loại như nhôm, đồng, thép. Nhờ tính axit nhẹ và khả năng tạo phức, nó có thể loại bỏ lớp oxit và tạo bề mặt hoạt hóa cho các bước xử lý tiếp theo như mạ, nhuộm, sơn hoặc in.

Cơ chế hoạt động:
Trong môi trường nước, NH₄BF₄ phân ly tạo ra dung dịch có tính axit nhẹ. Ion H⁺ và BF₄⁻ phản ứng với lớp oxit kim loại tạo muối hòa tan và loại bỏ lớp phủ thụ động. Đồng thời, lớp fluoroborate có thể tương tác với bề mặt kim loại để tạo thành màng bảo vệ mỏng chống oxy hóa. Phản ứng thường kèm theo sự sinh khí nhẹ (NH₃) và thay đổi độ đục của dung dịch.

3.4. Ứng dụng trong tổng hợp dược phẩm và vật liệu nano

Ứng dụng:
NH₄BF₄ được sử dụng trong các phản ứng fluor hóa chọn lọc trong tổng hợp thuốc chứa fluor hoặc vật liệu có tính chất quang học và điện tử đặc biệt. Đây là ứng dụng quan trọng trong ngành hóa dược và vật liệu nano tiên tiến.

Cơ chế hoạt động:
Anion BF₄⁻ hoạt động như nguồn fluor cho các phản ứng thay thế nucleophile. Điển hình là tạo hợp chất fluor hữu cơ từ các hợp chất halogen hoặc alcohol thông qua phản ứng SN1 hoặc SN2. NH₄⁺ có thể điều chỉnh pH hoặc hỗ trợ tạo dung môi ion lỏng trong một số hệ phản ứng. Hiện tượng vật lý thường thấy là sự tách lớp. Đổi màu hoặc hình thành vi cấu trúc mới trong vật liệu.

3.5. Ứng dụng trong mạ điện kim loại

Ứng dụng:
NH₄BF₄ được thêm vào dung dịch mạ để cải thiện độ mịn, độ sáng bóng và độ bám dính trong quá trình mạ bạc, thiếc, kẽm và các kim loại quý. Nó cũng giúp ổn định nồng độ ion kim loại trong dung dịch mạ.

Cơ chế hoạt động:
Trong quá trình mạ, NH₄⁺ và BF₄⁻ hỗ trợ cân bằng điện tích và ngăn hiện tượng kết tủa không mong muốn bằng cách tạo phức bền với ion kim loại. BF₄⁻ bền điện hóa. Không bị khử hay oxy hóa trong suốt quá trình. Góp phần duy trì tính ổn định của hệ điện phân. Hiện tượng điện hóa xảy ra ở hai cực tạo lớp kim loại mạ đồng đều và mịn.

3.6. Ứng dụng trong ngành dệt nhuộm

Ứng dụng:
Trong ngành dệt, NH₄BF₄ là phụ gia cải thiện khả năng phân tán và hấp thụ thuốc nhuộm lên vải tổng hợp như polyester, nylon hoặc acrylic. Chất này giúp thuốc nhuộm phân tán tốt hơn trong môi trường nước và bám màu đồng đều hơn trên sợi.

Cơ chế hoạt động:
BF₄⁻ tương tác với các phân tử thuốc nhuộm để điều chỉnh điện tích bề mặt. Từ đó tăng khả năng bám dính của phân tử màu lên sợi tổng hợp thông qua tương tác tĩnh điện hoặc liên kết hydro yếu. Quá trình vật lý thể hiện qua sự thay đổi độ nhớt, màu sắc hoặc hiệu suất nhuộm.

3.7. Ứng dụng làm chất xúc tác axit yếu

Ứng dụng:
Trong nhiều phản ứng hóa học cần môi trường axit yếu (ví dụ: ester hóa, phản ứng vòng hóa). NH₄BF₄ được sử dụng để tạo môi trường axit nhẹ nhưng ổn định. Thay thế cho các axit mạnh có thể gây phân hủy sản phẩm.

Cơ chế hoạt động:
NH₄⁺ có thể bị thủy phân chậm trong dung môi nước hoặc lẫn hữu cơ để tạo H⁺, từ đó điều chỉnh pH trong khoảng 5–6. BF₄⁻ không phản ứng với các chất nền hữu cơ thông thường, nhờ đó giữ tính chọn lọc cao và không gây phản ứng phụ. Hệ phản ứng có thể được điều chỉnh độ axit chính xác mà không ảnh hưởng đến hiệu suất hoặc cấu trúc sản phẩm.

Tỷ lệ sử dụng %  Ammonium TetraFluoroborate – Amoni Fluoroborate – NH4BF4

1. Trong ngành pin và siêu tụ điện

Tỷ lệ sử dụng: 1 – 5% theo khối lượng hoặc thể tích (w/w hoặc w/v)
Giải thích: Ammonium Tetrafluoroborate được hòa tan trong dung môi hữu cơ như acetonitrile hoặc ethylene carbonate để làm chất điện phân. Tỷ lệ thường nằm trong khoảng 1 – 5% để đảm bảo độ dẫn điện ổn định mà không ảnh hưởng đến độ nhớt hay độ ổn định nhiệt của hệ thống điện hóa.

2. Trong tổng hợp hữu cơ chứa boron

Tỷ lệ sử dụng: 0.5 – 2 mol%
Giải thích: NH₄BF₄ được dùng như một tác nhân fluor hóa nhẹ nhàng hoặc để tạo phức boron trong phản ứng chuyển hóa hữu cơ. Hàm lượng chỉ cần rất nhỏ (dưới 2 mol%) là đủ để xúc tiến phản ứng mà không gây ảnh hưởng đến phần còn lại của hệ.

3. Trong xử lý bề mặt kim loại

Tỷ lệ sử dụng: 2 – 10% (w/v) trong dung dịch
Giải thích: Dung dịch NH₄BF₄ được sử dụng để tẩy sạch, đánh bóng, hoặc tạo lớp bảo vệ mỏng trên bề mặt kim loại như đồng, kẽm, hoặc hợp kim. Thường pha trong acid nhẹ như HBF₄ loãng, sử dụng nồng độ từ 2–10% tùy mức độ cần tẩy rửa hoặc tạo màng.

4. Trong mạ điện kim loại

Tỷ lệ sử dụng: 1 – 3% (w/v)
Giải thích: NH₄BF₄ được sử dụng như một chất phụ gia để cải thiện độ ổn định điện phân và phân bố lớp mạ đều hơn. Tỷ lệ thấp (1–3%) giúp kiểm soát chính xác quá trình kết tủa và độ bám dính kim loại như thiếc, kẽm hoặc bạc.

5. Trong tổng hợp vật liệu nano hoặc dược phẩm fluor hữu cơ

Tỷ lệ sử dụng: 0.5 – 2% theo tỷ lệ mol (mol/mol)
Giải thích: NH₄BF₄ có thể được dùng trong vai trò mang nhóm fluor, giúp tạo các liên kết C–F trong cấu trúc phân tử. Ứng dụng này đặc biệt quan trọng trong dược phẩm đặc trị và công nghệ vật liệu mới (nano-borates, fluoro-nanocomposites).

6. Trong ngành dệt nhuộm

Tỷ lệ sử dụng: 0.2 – 1% (w/v)
Giải thích: Với vai trò là chất trợ nhuộm, NH₄BF₄ giúp tăng khả năng phân tán và bám dính của thuốc nhuộm lên sợi polyester hoặc nylon. Tỷ lệ thấp được ưu tiên để không gây biến tính chất liệu.

7. Trong vai trò chất xúc tác axit yếu

Tỷ lệ sử dụng: 0.5 – 1% (w/w)
Giải thích: NH₄BF₄ có thể tạo ra môi trường hơi axit (nhờ thủy phân nhẹ) trong các phản ứng hữu cơ, polymer hóa, hoặc xúc tác chọn lọc. Chỉ cần tỷ lệ thấp dưới 1% là đủ phát huy tác dụng.

Ngoài  Ammonium TetraFluoroborate – Amoni Fluoroborate – NH4BF4thì bạn có thể tham khảo thêm các hóa chất dưới đây:

• Tetrafluoroboric Acid – HBF₄: Tẩy rửa kim loại, chất điện giải, tổng hợp muối fluoroborate.

• Potassium Tetrafluoroborate – KBF₄: luyện kim, mạ điện, sản xuất hợp kim nhôm.

• Sodium Tetrafluoroborate – NaBF₄: pin điện hóa, xúc tác tổng hợp hữu cơ, điện phân fluor.

• Ammonium Hexafluorophosphate – NH₄PF₆: hóa học điện tử, chất điện phân trong điện hóa.

• Ammonium Fluoride – NH₄F: xử lý bề mặt thủy tinh và kim loại, chất tẩy nhẹ có chứa fluor.

• Boron Trifluoride Etherate – BF₃·Et₂O: xúc tác Lewis trong tổng hợp hữu cơ, fluor hóa chọn lọc.

• Aluminum Fluoride – AlF₃: sản xuất nhôm, chất xúc tác trong phản ứng fluor hóa.

• Hexafluorophosphoric Acid – HPF₆:  tạo muối PF₆⁻, xử lý điện cực, điện phân fluor.

• Trifluoroacetic Acid – CF₃COOH: dung môi acid mạnh, tổng hợp peptid, phản ứng este hóa fluor.

4. Cách bảo quản an toàn và xử lý sự cố khi sử dụng  Ammonium TetraFluoroborate – Amoni Fluoroborate – NH4BF4:

4.1. Bảo quản Ammonium Tetrafluoroborate đúng cách:

• Nhiệt độ & độ ẩm:
  Bảo quản ở nơi khô ráo, thoáng mát, nhiệt độ phòng ổn định dưới 30°C. Tránh tiếp xúc với hơi ẩm vì NH₄BF₄ có khả năng hút ẩm và có thể phân hủy thành HF nguy hiểm.

• Vật chứa:
  Sử dụng bao bì kín khí, chống ăn mòn và không phản ứng với fluor. Tốt nhất nên dùng chai thủy tinh có nắp kín hoặc thùng nhựa chuyên dụng.

• Cách ly:
  Tránh xa chất oxy hóa mạnh, acid mạnh, kiềm mạnh. Không đặt gần các nguồn sinh lửa, nguồn nhiệt hoặc vật liệu dễ cháy.

4.2. An toàn khi sử dụng:

• Trang bị bảo hộ:
  Luôn mang găng tay chống hóa chất, kính bảo hộ, khẩu trang lọc bụi độc và áo blouse. Tránh tiếp xúc trực tiếp với da và mắt.

• Làm việc trong tủ hút:
  Nếu thao tác với khối lượng lớn hoặc trong môi trường kín, nên làm việc trong tủ hút hóa chất có thông gió tốt để hạn chế khí độc.

• Tránh hít phải bụi:
  Bụi NH₄BF₄ có thể gây kích ứng hệ hô hấp – tuyệt đối không để hóa chất phát tán trong không khí.

4.3. Xử lý sự cố:

• Khi bị rò rỉ/đổ tràn:

  • Cô lập khu vực.

  • Dùng vật liệu hút ẩm không phản ứng (như đất sét khô, vermiculite).

  • Thu gom vào thùng đựng hóa chất thải nguy hại, có dán nhãn rõ ràng.

  • Không dùng nước rửa trực tiếp vì có thể tạo HF.

• Khi tiếp xúc với da:

  • Ngay lập tức rửa bằng nhiều nước sạch, xà phòng nhẹ trong 15–20 phút.

  • Nếu có kích ứng, cần đến cơ sở y tế.

• Khi hóa chất bắn vào mắt:

  • Rửa mắt ngay bằng nước sạch liên tục trong ít nhất 15 phút.

  • Giữ mắt mở khi rửa. Sau đó đến cơ sở y tế ngay lập tức.

• Hít phải:

  • Đưa nạn nhân ra nơi thoáng khí, giữ ấm và nghỉ ngơi.

  • Nếu khó thở, cần hô hấp nhân tạo và cấp cứu y tế.

• Xử lý cháy:

  • Dùng bột khô, CO₂ hoặc bình chữa cháy hóa chất khô. Không dùng nước trực tiếp.

  • Hơi cháy có thể sinh ra khí độc như BF₃ và HF – phải đeo mặt nạ phòng độc khi chữa cháy.

Bạn có thể tham khảo thêm các loại giấy tờ khác của  Ammonium TetraFluoroborate – Amoni Fluoroborate – NH4BF4 dưới đây:

• SDS (Safety Data Sheet).
• MSDS (Material Safety Data Sheet)
• COA (Certificate of Analysis)
• C/O (Certificate of Origin)
• Các giấy tờ liên quan đến quy định vận chuyển và đóng gói CQ (Certificate of Quality)
• CFS (Certificate of Free Sale)
• TCCN (Tờ Chứng Chứng Nhận)
• Giấy chứng nhận kiểm định và chất lượng của cơ quan kiểm nghiệm (Inspection and Quality Certification)
• Giấy chứng nhận vệ sinh an toàn thực phẩm (Food Safety Certificate)
• Các giấy tờ pháp lý khác: Tùy thuộc vào loại hóa chất và quốc gia đích, có thể cần thêm các giấy tờ pháp lý như Giấy phép xuất khẩu, Giấy phép nhập khẩu, Giấy chứng nhận hợp quy.