Éthoxyde de magnésium,également connu sous le nom d'éthylate de magnésium en chinois, est un sel de magnésium organique. L'éthanolate de magnésium est une substance pulvérulente qui apparaît du blanc au gris clair. La formule moléculaire est C4H10MgO2, avec un poids moléculaire de 114,43. Son numéro CAS est 2414-98-4. Stable à température et pression ambiantes, mais peut subir des réactions violentes au contact de l'eau, de l'humidité, des acides forts ou des oxydants. Évitez tout contact avec les oxydes et l'eau. Difficile à dissoudre dans les éthers et les hydrocarbures, légèrement soluble dans l'eau et soluble dans l'éthanol. Utilisé comme support de catalyseur pour la polymérisation des oléfines du polypropylène, du polyéthylène haute densité et du polyéthylène basse densité. Matières premières pour céramiques de précision. L'application dans le domaine de la protection de l'environnement vise principalement le traitement des ions de métaux lourds présents dans les eaux usées industrielles. En raison de sa structure unique, il peut se combiner efficacement avec les ions de métaux lourds pour les séparer des eaux usées, atteignant ainsi l'objectif de purification de la qualité de l'eau.
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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 ; Ô, 27.96 |
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La structure moléculaire deéthoxyde de magnésiumpeut être représenté par la formule moléculaire Mg (C2H5O) 2. C'est un composé organique de magnésium composé d'un ion de magnésium et de deux ions éthoxy. Dans cette molécule, les ions magnésium (Mg) portent deux charges positives, tandis que chaque ion éthoxy (C2H5O) porte une charge négative, ils sont donc reliés par des liaisons ioniques.
Chaque ion éthoxy est composé d'un groupe éthyle et d'un groupe éthoxy. Le groupe éthyle est composé de deux atomes de carbone et de cinq atomes d'hydrogène, tandis que le groupe éthoxy est composé d'un atome d'oxygène et d'un groupe éthyle. La structure spatiale de la molécule entière présente une configuration linéaire, avec des ions magnésium situés au centre de la molécule et des ions éthoxy des deux côtés.
La structure moléculaire a un impact décisif sur ses propriétés physiques et chimiques. En raison de la présence d'un grand nombre d'atomes d'oxygène carbonyle dans ses molécules, il a une forte nucléophilie et une forte activité de réaction de condensation, et peut être largement utilisé comme catalyseur, agent de condensation et agent réducteur dans les réactions de synthèse organique.
L'éthanol magnésium (Mg (OC2H5) 2), en tant que composé de magnésium organique multifonctionnel, a montré une valeur d'application significative dans les domaines du stockage de l'énergie, de la gouvernance environnementale et de la chimie verte en raison de ses propriétés chimiques uniques telles qu'une forte alcalinité, une réductibilité et une solubilité contrôlable.
1. Joue un double rôle dans les batteries magnésium-ion :
Additif électrolytique : le ligand éthoxy de l'éthanol magnésium peut former des complexes stables avec les ions magnésium, réduisant le surpotentiel de dépôt/dissolution de magnésium et inhibant la croissance des dendrites. Par exemple, en ajoutant 5 %éthoxyde de magnésiumaux électrolytes organiques peut augmenter la durée de vie des batteries à ions magnésium de 200 cycles à plus de 500 cycles, tout en maintenant une efficacité coulombienne de plus de 99 %.
Précurseur du matériau d'électrode : de l'oxyde de magnésium à l'échelle nanométrique (MgO) ou des oxydes composites à base de magnésium peuvent être préparés par pyrolyse de l'éthanol magnésium. Lorsqu'elle est utilisée comme matériau d'électrode positive, sa structure en couches peut fournir d'abondants canaux de diffusion d'ions magnésium. Des expériences ont montré que l'utilisation de matériaux composites MgO/C dérivés de l'éthanol magnésium comme électrode positive peut atteindre une capacité spécifique de batterie de 150 mAh/g, dépassant de loin les oxydes de métaux de transition traditionnels.
2. matériaux de stockage d'hydrogène à base de mg-
Nanoparticules de magnésium de haute pureté (taille des particules<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. Catalyseur d'oxyde composite à base de magnésium
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) et des sites fortement acides peuvent favoriser le craquage des molécules de pétrole lourd, augmenter le rendement en essence de 8 % -10 % et réduire la production de coke. Par exemple, le catalyseur à base de MgAl2O₄ développé par Sinopec a montré un taux de décroissance d'activité de seulement 3 % après un fonctionnement continu pendant 1 000 heures dans une unité de craquage catalytique, ce qui est supérieur aux catalyseurs traditionnels au silicium et à l'aluminium.
Technologie de purification de l'environnement : construire un système de gouvernance verte
1. Matériau adsorbant les métaux lourds
Après modification par sulfuration, des groupes fonctionnels - SH sont introduits à la surface, ce qui présente une capacité d'adsorption sélective élevée pour les ions de métaux lourds tels que Pb ² ⁺ et Cd ² ⁺. À pH=5, la capacité d'adsorption du mercaptide de magnésium pour le Pb ² ⁺ a atteint 220 mg/g et le temps d'équilibre d'adsorption a été raccourci à 10 minutes. Ce matériau a été appliqué au traitement des eaux usées de galvanoplastie, ce qui peut réduire la concentration de Pb ² ⁺ dans l'effluent à moins de 0,01 mg/L, bien en dessous de la norme nationale de rejet (0,1 mg/L).
2. Matériaux de captage du CO2
L'aminocarbonate à base de magnésium généré par réaction avec des composés aminés (tels que l'éthylènediamine) a une capacité d'adsorption de 3,8 mmol/g pour le CO2 à 40 degrés et peut être recyclé par régénération thermique à 100 degrés. Dans le traitement des fumées des centrales électriques alimentées au charbon-, ce matériau peut augmenter l'efficacité du captage du CO2 à 90 % et réduire la consommation d'énergie de plus de 30 %. De plus, les MOF (structures organiques métalliques) à base de magnésium dérivés de l'éthanol magnésium ont une capacité d'adsorption de CO2 allant jusqu'à 10 mmol/g dans des conditions de haute pression, ce qui les rend adaptés à la technologie de séquestration du carbone en haute mer-.
3. Dégradation photocatalytique des polluants
Le photocatalyseur de dioxyde de titane dopé au magnésium (Mg-TiO2) synthétisé comme source de magnésium a montré une efficacité de dégradation de 98 % pour la rhodamine B sous irradiation UV, ce qui est bien supérieur à celui du TiO2 pur (65 %). Le mécanisme est que le dopage au magnésium réduit la bande interdite du TiO2 (de 3,2 eV à 2,8 eV) et étend la plage de réponse lumineuse à la région de la lumière visible. Ce matériau a été appliqué au traitement des eaux usées d'impression et de teinture, ce qui peut augmenter le taux d'élimination de la DCO à 90 % et réduire le coût de traitement de 40 %.
1. Catalyseur pour la production de biodiesel
En tant que catalyseur alcalin,Éthoxyde de magnésiumpeut favoriser la réaction d'échange d'esters entre l'huile et le méthanol, produisant des esters méthyliques d'acides gras (biodiesel). Dans des conditions de 65 degrés et 3 MPa, le rendement de la transestérification de l'huile de colza catalysée par l'éthanol magnésien atteint 99 % et elle peut être recyclée plus de 5 fois avec un taux de décroissance d'activité inférieur à 10 %. Comparé aux catalyseurs traditionnels à l'hydroxyde de sodium, le système à l'éthanol-magnésium peut réduire les rejets d'eaux usées de 80 % et éviter les réactions secondaires de saponification.
2. Catalyseur de craquage d'oxyde composite à base de magnésium
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%).
Par exemple, en utilisant la tige de maïs comme matière première, après gazéification catalytique avec MgZrO ₓ, le pouvoir calorifique du gaz synthétisé atteint 12 MJ/m³, qui peut être directement utilisé pour la production d'électricité par turbine à gaz.
3. Matériaux de stockage de lithium à base de magnésium
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% après 100 cycles. Sa capacité spécifique élevée (800 mAh/g) est due à l'effet synergique de la réaction redox du magnésium et de la conductivité du carbone. Ce matériau a été appliqué aux batteries de véhicules électriques, ce qui peut augmenter l'autonomie de 15 % et réduire les coûts des batteries de 20 %.
Il s'agit d'un composé organique de formule moléculaire Mg (C2H5O) 2. Il peut être utilisé comme catalyseur, agent de condensation et agent réducteur dans les réactions de synthèse organique et a de larges perspectives d'application.
L'équation chimique de cette réaction est la suivante :
MG + 2C2H5OH+ 2C2H5Cl → Mg (C2H5O)2+ 2HCl
Dans cette réaction, la poudre de magnésium (Mg) réagit avec l'éthanol anhydre (C2H5OH) et le chloroéthanol (C2H5Cl) pour produire du (Mg (C2H5O) 2) et de l'acide chlorhydrique (HCl). Dans cette équation, l'acide chlorhydrique généré lors de la réaction sera collecté et évacué afin d'obtenir de l'éthoxyde de magnésium pur.
Étape 1 : Préparer le récipient de réaction
Tout d’abord, nous devons préparer un récipient de réaction sec, de préférence en utilisant un ballon à fond rond avec un tube condenseur et une tige d’agitation. En effet, cette réaction produit de l’hydrogène gazeux, qui doit être collecté et évacué par un condenseur. De plus, avant de procéder à la réaction, nous devons chauffer le ballon au-dessus de 80 degrés et le maintenir au sec.
Étape 2 : Ajouter de l'éthanol anhydre au récipient de réaction
Une fois que le réacteur a atteint la température requise, nous devons y ajouter une certaine quantité d’éthanol anhydre et le maintenir au sec. L'eau peut être éliminée en versant de l'éthanol dans un tube de séchage pré-séché. Lors de ce processus, il est important de faire attention à ne pas verser l’éthanol trop rapidement pour éviter toute ébullition et éclaboussure.
Étape 3 : Ajoutez progressivement la poudre de magnésium
Ensuite, nous devons ajouter progressivement de la poudre de magnésium à l’éthanol anhydre. Au cours de ce processus, un agitateur peut être utilisé pour aider à dissoudre la poudre de magnésium et l'empêcher de se rassembler. Il convient de noter que la poudre de magnésium doit être conservée à l’état sec et tamisée avant de l’ajouter au récipient de réaction pour éliminer les particules plus grosses.
Étape 4 : Ajout goutte à goutte de chloroéthanol
Une fois la poudre de magnésium complètement dissoute, nous devons ajouter goutte à goutte du chloroéthanol dans le système réactionnel. Le chloroéthanol, également connu sous le nom de chloroéthanol, est un composé organique de formule moléculaire C2H5Cl. Dans la réaction, il agit comme un catalyseur et peut accélérer la réaction entre l'éthanol et la poudre de magnésium.
Étape 5 : Observez le processus de réaction
Lorsque du chloroéthanol est ajouté goutte à goutte au récipient de réaction, la réaction démarre rapidement. Au cours de ce processus, vous observerez un changement de couleur dans la solution, passant progressivement de l'incolore ou du jaune clair au jaune ou à l'orange. Cela est dû à la production deéthoxyde de magnésium, ce qui rend la solution dans le récipient de réaction trouble.
Étape 6 : Continuez à remuer
Pendant le processus de réaction, il est nécessaire d'agiter continuellement le système réactionnel pour garantir que la réaction est entièrement réalisée. Au cours de ce processus, vous pouvez continuer à observer les changements de couleur de la solution réactionnelle et les émissions de gaz. Une fois la réaction complètement terminée, la couleur de la solution réactionnelle s'estompera progressivement et l'émission d'hydrogène gazeux diminuera également progressivement.
Étape 7 : Filtrer et laver le produit
Une fois la réaction terminée, nous devons filtrer le produit à travers du papier filtre ou un autre support filtrant et le laver avec de l'éthanol pour éliminer toutes les impuretés.
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