Magnesiumethoxid,Auf Chinesisch auch Magnesiumethylat genannt, ist ein organisches Magnesiumsalz. Magnesiumethanolat ist eine pulverförmige Substanz, die weiß bis hellgrau erscheint. Die Summenformel lautet C4H10MgO2 mit einem Molekulargewicht von 114,43. Seine CAS-Nummer ist 2414-98-4. Stabil bei Raumtemperatur und -druck, kann jedoch bei Kontakt mit Wasser, Feuchtigkeit, starken Säuren oder Oxidationsmitteln heftige Reaktionen eingehen. Kontakt mit Oxiden und Wasser vermeiden. Schwer löslich in Ethern und Kohlenwasserstoffen, schwer löslich in Wasser und löslich in Ethanol. Wird als Katalysatorträger für die Olefinpolymerisation von Polypropylen, Polyethylen hoher Dichte und Polyethylen niedriger Dichte verwendet. Rohstoffe für Präzisionskeramik. Die Anwendung im Bereich Umweltschutz zielt hauptsächlich auf die Behandlung von Schwermetallionen in Industrieabwässern ab. Aufgrund seiner einzigartigen Struktur kann es sich effektiv mit Schwermetallionen verbinden, um diese aus dem Abwasser zu trennen und so das Ziel der Reinigung der Wasserqualität zu erreichen.
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C.F |
C4H10MgO2 |
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E.M |
114 |
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M.W |
114 |
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m/z |
114 (100.0%), 116 (13.9%), 115 (12.7%), 115 (4.3%) |
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E.A |
C, 41,99; H, 8,81; Mg, 21,24; O, 27,96 |
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Die molekulare Struktur vonMagnesiumethoxidkann durch die Summenformel Mg (C2H5O) 2 dargestellt werden. Es ist eine organische Magnesiumverbindung, die aus einem Magnesiumion und zwei Ethoxyionen besteht. In diesem Molekül tragen Magnesiumionen (Mg) zwei positive Ladungen, während jedes Ethoxyion (C2H5O) eine negative Ladung trägt, sodass sie durch Ionenbindungen verbunden sind.
Jedes Ethoxyion besteht aus einer Ethylgruppe und einer Ethoxygruppe. Die Ethylgruppe besteht aus zwei Kohlenstoffatomen und fünf Wasserstoffatomen, während die Ethoxygruppe aus einem Sauerstoffatom und einer Ethylgruppe besteht. Die räumliche Struktur des gesamten Moleküls weist eine lineare Konfiguration auf, wobei sich Magnesiumionen im Zentrum des Moleküls und Ethoxyionen auf beiden Seiten befinden.
Die molekulare Struktur hat entscheidenden Einfluss auf seine physikalischen und chemischen Eigenschaften. Aufgrund des Vorhandenseins einer großen Anzahl von Carbonylsauerstoffatomen in seinen Molekülen weist es eine starke Nukleophilie und Kondensationsreaktionsaktivität auf und kann in großem Umfang als Katalysator, Kondensationsmittel und Reduktionsmittel in organischen Synthesereaktionen verwendet werden.
Ethanolmagnesium (Mg (OC2H5) 2) hat als multifunktionale organische Magnesiumverbindung aufgrund seiner einzigartigen chemischen Eigenschaften wie starker Alkalität, Reduzierbarkeit und kontrollierbarer Löslichkeit einen erheblichen Anwendungswert in den Bereichen Energiespeicherung, Umweltpolitik und grüne Chemie gezeigt.
1. Spielt in Magnesium-Ionen-Batterien eine doppelte Rolle:
Elektrolytzusatz: Ethanol-Magnesiumethoxyligand kann mit Magnesiumionen stabile Komplexe bilden, wodurch das Überpotential der Magnesiumablagerung/-auflösung verringert und das Dendritenwachstum gehemmt wird. Zum Beispiel 5 % hinzufügenMagnesiumethoxidZu organischen Elektrolyten kann die Zyklenlebensdauer von Magnesiu-Ionen-Batterien von 200 Zyklen auf über 500 Zyklen erhöht werden, während gleichzeitig ein Coulomb-Wirkungsgrad von über 99 % erhalten bleibt.
Vorläufer des Elektrodenmaterials: Nanoskaliges Magnesiumoxid (MgO) oder Verbundoxide auf Magnesiumbasis können durch Pyrolyse von Ethanol-Magnesium hergestellt werden. Bei der Verwendung als positives Elektrodenmaterial kann seine Schichtstruktur zahlreiche Magnesiumionendiffusionskanäle bereitstellen. Experimente haben gezeigt, dass mit MgO/C-Verbundwerkstoffen aus Ethanol-Magnesium als positiver Elektrode eine batteriespezifische Kapazität von 150 mAh/g erreicht werden kann, was weit über herkömmlichen Übergangsmetalloxiden liegt.
2. Wasserstoffspeichermaterialien auf mg--Basis
Hochreine Magnesium-Nanopartikel (Partikelgröße<50 nm) can be generated through ethoxylation reaction, with a hydrogen storage capacity of 7.6 wt%, significantly higher than bulk magnesiu (3.6 wt%). By combining with carbon nanotubes, the hydrogen absorption rate of magnesiu based materials derived from ethanol magnesiu is increased to 0.8 wt%/min at 300 ℃, meeting the demand for rapid hydrogen refueling. In addition, Mg2NiH ₄ hydrogen storage alloy synthesized as a precursor can release 4.2 wt% hydrogen gas at 150 ℃, making it suitable for in vehicle hydrogen storage systems.
3. Verbundoxidkatalysator auf Magnesiumbasis
In the field of petrochemicals, the prepared magnesiu aluminum composite oxide (MgAl2O ₄) has a unique spinel structure and can be used as a carrier for catalytic cracking catalysts. Its high specific surface area (>200 m²/g) und stark saure Standorte können das Cracken von Schwerölmolekülen fördern, die Benzinausbeute um 8 % -10 % erhöhen und die Koksproduktion verringern. Beispielsweise zeigte der von Sinopec entwickelte Katalysator auf MgAl2O₄-Basis nach 1000 Stunden Dauerbetrieb in einer katalytischen Crackanlage eine Aktivitätsabfallrate von nur 3 %, was herkömmlichen Silizium-Aluminium-Katalysatoren überlegen ist.
Umweltreinigungstechnologie: Aufbau eines grünen Governance-Systems
1. Schwermetalladsorbierendes Material
Nach der Sulfurierungsmodifikation werden funktionelle - SH-Gruppen auf der Oberfläche eingeführt, die eine hohe selektive Adsorptionsfähigkeit für Schwermetallionen wie Pb²⁺ und Cd²⁺ aufweist. Bei einem pH-Wert von =5 erreichte die Adsorptionskapazität von Magnesiu-Mercaptid für Pb² 220 mg/g und die Adsorptionsgleichgewichtszeit wurde auf 10 Minuten verkürzt. Dieses Material wurde zur Behandlung von Galvanikabwasser eingesetzt, wodurch die Konzentration von Pb ² ⁺ im Abwasser auf unter 0,01 mg/L gesenkt werden kann, weit unter dem nationalen Einleitungsstandard (0,1 mg/L).
2. Materialien zur CO2-Abscheidung
Das durch Reaktion mit Aminoverbindungen (wie Ethylendiamin) erzeugte magnesiumbasierte Aminocarbonat hat eine Adsorptionskapazität von 3,8 mmol/g für CO2 bei 40 Grad und kann durch thermische Regeneration bei 100 Grad recycelt werden. Bei der Rauchgasbehandlung von Kohlekraftwerken kann dieses Material die CO2-Abscheidungseffizienz auf 90 % steigern und den Energieverbrauch um mehr als 30 % senken. Darüber hinaus verfügen MOFs (metallorganische Gerüste) auf Magnesiumbasis, die aus Ethanol-Magnesium gewonnen werden, über eine CO2-Adsorptionskapazität von bis zu 10 mmol/g unter Hochdruckbedingungen, was sie für die Kohlenstoffsequestrierungstechnologie in der Tiefsee geeignet macht.
3. Photokatalytischer Schadstoffabbau
Der als Magnesiumquelle synthetisierte Magnesium-dotierte Titandioxid-Photokatalysator (Mg-TiO2) zeigte unter UV-Bestrahlung eine Abbaueffizienz von 98 % für Rhodamin B, was viel höher ist als die von reinem TiO2 (65 %). Der Mechanismus besteht darin, dass die Magnesiumdotierung die Bandlücke von TiO2 verringert (von 3,2 eV auf 2,8 eV) und den Lichtreaktionsbereich auf den Bereich des sichtbaren Lichts erweitert. Dieses Material wurde zur Behandlung von Druck- und Färbeabwässern eingesetzt, wodurch die CSB-Entfernungsrate auf 90 % erhöht und die Behandlungskosten um 40 % gesenkt werden können.
1. Katalysator für die Biodieselproduktion
Als alkalischer KatalysatorMagnesiumethoxidkann die Esteraustauschreaktion zwischen Öl und Methanol fördern und dabei Fettsäuremethylester (Biodiesel) erzeugen. Unter den Bedingungen von 65 Grad und 3 MPa erreicht die Ausbeute der durch Ethanol-Magnesium katalysierten Rapsöl-Umesterung 99 % und es kann mehr als fünfmal recycelt werden, wobei die Aktivitätsabfallrate weniger als 10 % beträgt. Im Vergleich zu herkömmlichen Natriumhydroxid-Katalysatoren kann das Ethanol-Magnesiu-System die Abwasserentsorgung um 80 % reduzieren und Nebenreaktionen bei der Verseifung vermeiden.
2. Mischoxid-Crackkatalysator auf Magnesiumbasis
The prepared magnesiu zirconium composite oxide (MgZrO ₓ) exhibits excellent performance in biomass gasification. At 850 ℃, the catalyst can increase the conversion rate of biomass tar to 95% and generate a large amount of synthesis gas (H2+CO volume fraction>70%).
Wenn man beispielsweise Maisstroh als Rohmaterial verwendet, erreicht der Heizwert des synthetisierten Gases nach der katalytischen Vergasung mit MgZrOₓ 12 MJ/m³, was direkt für die Stromerzeugung durch Gasturbinen verwendet werden kann.
3. Lithium-Speichermaterialien auf Magnesiumbasis
The MgO/C composite material prepared by carbon coating treatment has a first charge discharge efficiency of 92% as the negative electrode of lithium-ion batteries, and a capacity retention rate of>95 % nach 100 Zyklen. Seine hohe spezifische Kapazität (800 mAh/g) ist auf den synergistischen Effekt der Magnesium-Redoxreaktion und der Kohlenstoffleitfähigkeit zurückzuführen. Dieses Material wurde in Batterien von Elektrofahrzeugen eingesetzt, wodurch die Reichweite um 15 % erhöht und die Batteriekosten um 20 % gesenkt werden können.
Es ist eine organische Verbindung mit der Summenformel Mg (C2H5O) 2. Es kann als Katalysator, Kondensationsmittel und Reduktionsmittel in organischen Synthesereaktionen verwendet werden und hat breite Anwendungsaussichten.
Die chemische Gleichung für diese Reaktion lautet wie folgt:
Mg + 2C2H5OH + 2C2H5Cl → Mg (C2H5O)2+ 2HCl
Bei dieser Reaktion reagiert Magnesiumpulver (Mg) mit wasserfreiem Ethanol (C2H5OH) und Chlorethanol (C2H5Cl) zu (Mg (C2H5O) 2) und Salzsäure (HCl). In dieser Gleichung wird die bei der Reaktion entstehende Salzsäure gesammelt und abgeführt, um reines Magnesiumethoxid zu erhalten.
Schritt 1: Bereiten Sie das Reaktionsgefäß vor
Zunächst müssen wir ein trockenes Reaktionsgefäß vorbereiten, vorzugsweise unter Verwendung eines Rundkolbens mit Kühlerrohr und Rührstab. Dies liegt daran, dass bei dieser Reaktion Wasserstoffgas entsteht, das gesammelt und über einen Kondensator abgeführt werden muss. Darüber hinaus müssen wir den Kolben vor der Durchführung der Reaktion auf über 80 Grad erhitzen und trocken halten.
Schritt 2: Geben Sie wasserfreies Ethanol in das Reaktionsgefäß
Nachdem das Reaktionsgefäß die erforderliche Temperatur erreicht hat, müssen wir eine bestimmte Menge wasserfreies Ethanol hinzufügen und es trocken halten. Wasser kann durch Eingießen von Ethanol in ein vorgetrocknetes Trockenrohr entfernt werden. Bei diesem Vorgang ist darauf zu achten, dass das Ethanol nicht zu schnell eingegossen wird, um ein Kochen und Spritzen zu vermeiden.
Schritt 3: Nach und nach Magnesiumpulver hinzufügen
Als nächstes müssen wir dem wasserfreien Ethanol nach und nach Magnesiu-Pulver hinzufügen. Während dieses Vorgangs kann ein Rührstab verwendet werden, um das Magnesiu-Pulver aufzulösen und zu verhindern, dass es sich ansammelt. Es ist zu beachten, dass Magnesiu-Pulver in trockenem Zustand gehalten und gesiebt werden sollte, bevor es in das Reaktionsgefäß gegeben wird, um größere Partikel zu entfernen.
Schritt 4: Tropfenweise Zugabe von Chlorethanol
Nachdem sich das Magnesiumpulver vollständig aufgelöst hat, müssen wir Chlorethanol tropfenweise in das Reaktionssystem geben. Chlorethanol, auch Chlorethanol genannt, ist eine organische Verbindung mit der Summenformel C2H5Cl. Bei der Reaktion fungiert es als Katalysator und kann die Reaktion zwischen Ethanol und Magnesiumpulver beschleunigen.
Schritt 5: Beobachten Sie den Reaktionsprozess
Wenn Chlorethanol tropfenweise in das Reaktionsgefäß gegeben wird, beginnt die Reaktion schnell. Während dieses Vorgangs werden Sie eine Farbveränderung der Lösung beobachten, die allmählich von farblos oder hellgelb zu gelb oder orange übergeht. Dies liegt an der Produktion vonMagnesiumethoxid, wodurch die Lösung im Reaktionsgefäß trübe wird.
Schritt 6: Weiterrühren
Während des Reaktionsprozesses ist es notwendig, das Reaktionssystem kontinuierlich zu rühren, um sicherzustellen, dass die Reaktion vollständig durchgeführt wird. Während dieses Vorgangs können Sie weiterhin Farbveränderungen der Reaktionslösung und das Austreten von Gasen beobachten. Nachdem die Reaktion vollständig abgeschlossen ist, verblasst die Farbe der Reaktionslösung allmählich und die Emission von Wasserstoffgas nimmt ebenfalls allmählich ab.
Schritt 7: Filtern und waschen Sie das Produkt
Nachdem die Reaktion abgeschlossen ist, müssen wir das Produkt durch Filterpapier oder andere Filtermedien filtrieren und es mit Ethanol waschen, um etwaige Verunreinigungen zu entfernen.
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