etóxido de magnesio,También conocido como etilato de magnesio en chino, es una sal de magnesio orgánica. El etanolato de magnesio es una sustancia en polvo que aparece de color blanco a gris claro. La fórmula molecular es C4H10MgO2, con un peso molecular de 114,43. Su número CAS es 2414-98-4. Estable a temperatura y presión ambiente, pero puede sufrir reacciones violentas cuando entra en contacto con agua, humedad, ácidos fuertes u oxidantes. Evite el contacto con óxidos y agua. Difícil de disolver en éteres e hidrocarburos, ligeramente soluble en agua y soluble en etanol. Se utiliza como portador de catalizador para la polimerización de olefinas de polipropileno, polietileno de alta densidad y polietileno de baja densidad. Materias primas para cerámica de precisión. La aplicación en el campo de la protección medioambiental está dirigida principalmente al tratamiento de iones de metales pesados en aguas residuales industriales. Debido a su estructura única, puede combinarse eficazmente con iones de metales pesados para separarlos de las aguas residuales, logrando así el objetivo de purificar la calidad del agua.
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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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La estructura molecular deetóxido de magnesiose puede representar mediante la fórmula molecular Mg (C2H5O) 2. Es un compuesto orgánico de magnesio compuesto por un ion magnesio y dos iones etoxi. En esta molécula, los iones magnesio (Mg) llevan dos cargas positivas, mientras que cada ion etoxi (C2H5O) lleva una carga negativa, por lo que están conectados por enlaces iónicos.
Cada ion etoxi está compuesto por un grupo etilo y un grupo etoxi. El grupo etilo está compuesto por dos átomos de carbono y cinco átomos de hidrógeno, mientras que el grupo etoxi está compuesto por un átomo de oxígeno y un grupo etilo. La estructura espacial de toda la molécula exhibe una configuración lineal, con iones de magnesio ubicados en el centro de la molécula y iones etoxi en ambos lados.
La estructura molecular tiene un impacto decisivo en sus propiedades físicas y químicas. Debido a la presencia de una gran cantidad de átomos de oxígeno carbonilo en sus moléculas, tiene una fuerte nucleofilicidad y actividad de reacción de condensación, y puede usarse ampliamente como catalizador, agente de condensación y agente reductor en reacciones de síntesis orgánica.
El etanol de magnesio (Mg (OC2H5) 2), como compuesto orgánico multifuncional de magnesio, ha mostrado un valor de aplicación significativo en los campos del almacenamiento de energía, la gobernanza ambiental y la química verde debido a sus propiedades químicas únicas, como una fuerte alcalinidad, reducibilidad y solubilidad controlable.
1. Desempeña una doble función en las baterías de iones de magnesio:
Aditivo electrolítico: el ligando etoxi de etanol y magnesio puede formar complejos estables con iones de magnesio, lo que reduce el sobrepotencial de deposición/disolución de magnesio e inhibe el crecimiento de dendritas. Por ejemplo, añadiendo el 5%etóxido de magnesioa electrolitos orgánicos puede aumentar el ciclo de vida de las baterías de iones de magnesio de 200 ciclos a más de 500 ciclos, manteniendo al mismo tiempo una eficiencia Coulombic de más del 99%.
Precursor del material del electrodo: el óxido de magnesio (MgO) a nanoescala o los óxidos compuestos a base de magnesio se pueden preparar pirolizando etanol magnésico. Cuando se utiliza como material de electrodo positivo, su estructura en capas puede proporcionar abundantes canales de difusión de iones de magnesio. Los experimentos han demostrado que el uso de materiales compuestos de MgO/C derivados del etanol magnésico como electrodo positivo puede lograr una capacidad específica de la batería de 150 mAh/g, superando con creces los óxidos de metales de transición tradicionales.
2. Materiales de almacenamiento de hidrógeno a base de mg-
Nanopartículas de magnesio de alta pureza (tamaño de partícula<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. Catalizador de óxido compuesto a base de magnesio.
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) y los sitios fuertemente ácidos pueden promover el craqueo de moléculas de petróleo pesado, aumentar el rendimiento de gasolina en un 8% -10% y reducir la producción de coque. Por ejemplo, el catalizador a base de MgAl2O ₄ desarrollado por Sinopec mostró una tasa de disminución de la actividad de solo el 3% después de una operación continua durante 1000 horas en una unidad de craqueo catalítico, que es superior a los catalizadores tradicionales de silicio y aluminio.
Tecnología de purificación ambiental: construcción de un sistema de gobernanza verde
1. Material adsorbente de metales pesados
Después de la modificación por sulfuración, se introducen grupos funcionales - SH en la superficie, lo que tiene una alta capacidad de adsorción selectiva para iones de metales pesados como Pb ² ⁺ y Cd ² ⁺. A pH=5, la capacidad de adsorción de mercaptida de magnesio para Pb ² ⁺ alcanzó 220 mg/g, y el tiempo de equilibrio de adsorción se redujo a 10 minutos. Este material se ha aplicado al tratamiento de aguas residuales de galvanoplastia, lo que puede reducir la concentración de Pb ² ⁺ en el efluente por debajo de 0,01 mg/L, muy por debajo del estándar de descarga nacional (0,1 mg/L).
2. Materiales de captura de CO2
El aminocarbonato a base de magnesio generado al reaccionar con compuestos amino (como la etilendiamina) tiene una capacidad de adsorción de 3,8 mmol/g de CO2 a 40 grados y se puede reciclar mediante regeneración térmica a 100 grados. En el tratamiento de gases de combustión de centrales eléctricas alimentadas con carbón-, este material puede aumentar la eficiencia de captura de CO2 al 90 % y reducir el consumo de energía en más del 30 %. Además, los MOF (estructuras metalorgánicas) a base de magnesio derivados del etanol y magnesio tienen una capacidad de adsorción de CO2 de hasta 10 mmol/g en condiciones de alta presión, lo que los hace adecuados para la tecnología de secuestro de carbono en aguas profundas-.
3. Degradación fotocatalítica de contaminantes.
El fotocatalizador de dióxido de titanio dopado con magnesio (Mg-TiO2) sintetizado como fuente de magnesio mostró una eficiencia de degradación del 98% para la rodamina B bajo irradiación UV, que es mucho mayor que la del TiO2 puro (65%). El mecanismo es que el dopaje con magnesio reduce la banda prohibida del TiO2 (de 3,2 eV a 2,8 eV) y amplía el rango de respuesta de la luz a la región de luz visible. Este material se ha aplicado al tratamiento de aguas residuales de impresión y teñido, lo que puede aumentar la tasa de eliminación de DQO al 90 % y reducir el costo del tratamiento en un 40 %.
1. Catalizador para la producción de biodiesel
Como catalizador alcalino,etóxido de magnesioPuede promover la reacción de intercambio de ésteres entre el aceite y el metanol, produciendo ésteres metílicos de ácidos grasos (biodiesel). En condiciones de 65 grados y 3 MPa, el rendimiento de la transesterificación del aceite de colza catalizada por etanol magnésico alcanza el 99% y se puede reciclar más de 5 veces con una tasa de disminución de la actividad inferior al 10%. En comparación con los catalizadores tradicionales de hidróxido de sodio, el sistema de etanol y magnesio puede reducir la descarga de aguas residuales en un 80% y evitar reacciones secundarias de saponificación.
2. Catalizador de craqueo de óxido compuesto a base de magnesio
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%).
Por ejemplo, utilizando rastrojos de maíz como materia prima, después de la gasificación catalítica con MgZrO ₓ, el poder calorífico del gas sintetizado alcanza los 12 MJ/m ³, que puede usarse directamente para la generación de energía con turbinas de gas.
3. Materiales de almacenamiento de litio a base de magnesio.
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% después de 100 ciclos. Su alta capacidad específica (800 mAh/g) se debe al efecto sinérgico de la reacción redox del magnesio y la conductividad del carbono. Este material se ha aplicado a las baterías de vehículos eléctricos, lo que puede aumentar la autonomía en un 15% y reducir los costes de la batería en un 20%.
Es un compuesto orgánico con fórmula molecular Mg (C2H5O) 2. Puede usarse como catalizador, agente de condensación y agente reductor en reacciones de síntesis orgánica y tiene amplias perspectivas de aplicación.
La ecuación química para esta reacción es la siguiente:
Mg+ 2C2H5OH + 2C2H5Cl → Mg (C2H5O)2+ 2HCl
En esta reacción, el polvo de magnesio (Mg) reacciona con etanol anhidro (C2H5OH) y cloroetanol (C2H5Cl) para producir (Mg (C2H5O) 2) y ácido clorhídrico (HCl). En esta ecuación, el ácido clorhídrico generado durante la reacción se recogerá y descargará para obtener etóxido de magnesio puro.
Paso 1: preparar el recipiente de reacción
En primer lugar, necesitamos preparar un recipiente de reacción seco, preferiblemente usando un matraz de fondo redondo con un tubo condensador y una varilla agitadora. Esto se debe a que esta reacción produce gas hidrógeno, que debe recolectarse y descargarse a través de un condensador. Además, antes de realizar la reacción, debemos calentar el matraz a más de 80 grados y mantenerlo seco.
Paso 2: agregue etanol anhidro al recipiente de reacción
Una vez que el recipiente de reacción alcanza la temperatura requerida, debemos agregarle una cierta cantidad de etanol anhidro y mantenerlo seco. El agua se puede eliminar vertiendo etanol en un tubo de secado previamente secado. Durante este proceso, es importante tener cuidado de no verter etanol demasiado rápido para evitar que hierva y salpique.
Paso 3: agregue gradualmente magnesio en polvo
A continuación, debemos agregar gradualmente polvo de magnesio al etanol anhidro. Durante este proceso, se puede utilizar una varilla agitadora para ayudar a disolver el polvo de magnesio y evitar que se acumule. Cabe señalar que el polvo de magnesio debe mantenerse seco y tamizarse antes de agregarlo al recipiente de reacción para eliminar las partículas más grandes.
Paso 4: Adición gota a gota de cloroetanol
Una vez que el polvo de magnesio se haya disuelto por completo, debemos agregar cloroetanol gota a gota al sistema de reacción. El cloroetanol, también conocido como cloroetanol, es un compuesto orgánico con fórmula molecular C2H5Cl. En la reacción, actúa como catalizador y puede acelerar la reacción entre el etanol y el polvo de magnesio.
Paso 5: observe el proceso de reacción.
Cuando se añade cloroetanol gota a gota al recipiente de reacción, la reacción comenzará rápidamente. Durante este proceso, observará un cambio de color en la solución, pasando gradualmente de incoloro o amarillo claro a amarillo o naranja. Esto se debe a la producción deetóxido de magnesio, provocando que la solución en el recipiente de reacción se vuelva turbia.
Paso 6: continúa revolviendo
Durante el proceso de reacción, es necesario agitar continuamente el sistema de reacción para garantizar que la reacción se lleve a cabo por completo. Durante este proceso se pueden seguir observando los cambios de color de la solución de reacción y la emisión de gases. Una vez completada por completo la reacción, el color de la solución de reacción se desvanecerá gradualmente y la emisión de gas hidrógeno también disminuirá gradualmente.
Paso 7: Filtrar y lavar el producto.
Una vez completada la reacción, debemos filtrar el producto a través de papel de filtro u otro medio filtrante y lavarlo con etanol para eliminar las impurezas.
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