Etóxido de magnésio,também conhecido como etilato de magnésio em chinês, é um sal orgânico de magnésio. O etanolato de magnésio é uma substância pulverulenta que tem uma aparência branca a cinza claro. A fórmula molecular é C4H10MgO2, com peso molecular de 114,43. Seu número CAS é 2414-98-4. Estável à temperatura e pressão ambientes, mas pode sofrer reações violentas quando em contato com água, umidade, ácidos fortes ou oxidantes. Evite contato com óxidos e água. Difícil de dissolver em éteres e hidrocarbonetos, ligeiramente solúvel em água e solúvel em etanol. Usado como transportador catalítico para polimerização de olefinas de polipropileno, polietileno de alta densidade e polietileno de baixa densidade. Matérias-primas para cerâmica de precisão. A aplicação no campo da proteção ambiental visa principalmente o tratamento de íons de metais pesados em águas residuais industriais. Devido à sua estrutura única, pode combinar-se eficazmente com íons de metais pesados para separá-los das águas residuais, atingindo assim o objetivo de purificar a qualidade da água.
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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; Ó, 27,96 |
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A estrutura molecular deetóxido de magnésiopode ser representado pela fórmula molecular Mg (C2H5O) 2. É um composto orgânico de magnésio composto por um íon magnésio e dois íons etoxi. Nesta molécula, os íons magnésio (Mg) carregam duas cargas positivas, enquanto cada íon etoxi (C2H5O) carrega uma carga negativa, portanto, eles estão conectados por ligações iônicas.
Cada íon etoxi é composto por um grupo etil e um grupo etoxi. O grupo etil é composto por dois átomos de carbono e cinco átomos de hidrogênio, enquanto o grupo etoxi é composto por um átomo de oxigênio e um grupo etil. A estrutura espacial de toda a molécula exibe uma configuração linear, com íons magnésio localizados no centro da molécula e íons etoxi em ambos os lados.
A estrutura molecular tem um impacto decisivo nas suas propriedades físicas e químicas. Devido à presença de um grande número de átomos de oxigênio carbonílico em suas moléculas, possui forte nucleofilicidade e atividade de reação de condensação, podendo ser amplamente utilizado como catalisador, agente de condensação e agente redutor em reações de síntese orgânica.
Etanol magnésio (Mg (OC2H5) 2), como um composto orgânico multifuncional de magnésio, tem mostrado valor de aplicação significativo em armazenamento de energia, governança ambiental e campos de química verde devido às suas propriedades químicas únicas, como forte alcalinidade, redutibilidade e solubilidade controlável.
1. Desempenha um papel duplo nas baterias de íon de magnésio:
Aditivo eletrolítico: O ligante etanol magnésio etoxi pode formar complexos estáveis com íons magnésio, reduzindo o potencial excessivo de deposição/dissolução de magnésio e inibindo o crescimento de dendritos. Por exemplo, adicionando 5%etóxido de magnésioaos eletrólitos orgânicos pode aumentar o ciclo de vida das baterias de íons de magnésio de 200 ciclos para mais de 500 ciclos, enquanto mantém uma eficiência Coulombic de mais de 99%.
Precursor do material do eletrodo: Óxido de magnésio em nanoescala (MgO) ou óxidos compostos à base de magnésio podem ser preparados por pirólise de etanol magnésio. Quando usado como material de eletrodo positivo, sua estrutura em camadas pode fornecer abundantes canais de difusão de íons de magnésio. Experimentos mostraram que o uso de materiais compósitos MgO/C derivados de etanol magnesio como eletrodo positivo pode atingir uma capacidade específica da bateria de 150 mAh/g, excedendo em muito os óxidos de metais de transição tradicionais.
2. Materiais de armazenamento de hidrogênio à base de mg-
Nanopartículas de magnésio de alta pureza (tamanho 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. Catalisador de óxido composto à base de magnésio
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) e locais fortemente ácidos podem promover o craqueamento de moléculas pesadas de petróleo, aumentar o rendimento da gasolina em 8% -10% e reduzir a produção de coque. Por exemplo, o catalisador à base de MgAl2O ₄ desenvolvido pela Sinopec apresentou uma taxa de decaimento de atividade de apenas 3% após operação contínua por 1000 horas em uma unidade de craqueamento catalítico, que é superior aos catalisadores tradicionais de silício e alumínio.
Tecnologia de Purificação Ambiental: Construindo um Sistema de Governança Verde
1. Material adsorvente de metal pesado
Após a modificação da sulfurização, grupos funcionais - SH são introduzidos na superfície, que possui alta capacidade de adsorção seletiva para íons de metais pesados, como Pb ² ⁺ e Cd ² ⁺. No pH =5, a capacidade de adsorção do mercaptídeo de magnésio para Pb ² ⁺ atingiu 220 mg/g, e o tempo de equilíbrio de adsorção foi reduzido para 10 minutos. Esse material tem sido aplicado no tratamento de efluentes de galvanoplastia, o que pode reduzir a concentração de Pb ² ⁺ no efluente para menos de 0,01 mg/L, muito abaixo do padrão nacional de descarte (0,1 mg/L).
2. Materiais de captura de CO2
O aminocarbonato à base de magnésio gerado pela reação com compostos amino (como a etilenodiamina) tem uma capacidade de adsorção de 3,8 mmol/g para CO2 a 40 graus e pode ser reciclado através de regeneração térmica a 100 graus. No tratamento de gases de combustão de usinas-movidas a carvão, esse material pode aumentar a eficiência de captura de CO2 em 90% e reduzir o consumo de energia em mais de 30%. Além disso, MOFs (estruturas metálicas orgânicas) à base de magnésio, derivados do etanol magnesio, têm uma capacidade de adsorção de CO2 de até 10 mmol/g sob condições de alta pressão, o que os torna adequados para-tecnologia de sequestro de carbono em águas profundas.
3. Degradação fotocatalítica de poluentes
O fotocatalisador de dióxido de titânio dopado com magnésio (Mg-TiO2) sintetizado como fonte de magnésio mostrou uma eficiência de degradação de 98% para Rodamina B sob irradiação UV, que é muito maior que a do TiO2 puro (65%). O mecanismo é que a dopagem com magnésio reduz o intervalo de bandas do TiO2 (de 3,2 eV para 2,8 eV) e expande a faixa de resposta à luz para a região da luz visível. Este material tem sido aplicado no tratamento de águas residuais de impressão e tingimento, o que pode aumentar a taxa de remoção de DQO em 90% e reduzir o custo de tratamento em 40%.
1. Catalisador para produção de biodiesel
Como catalisador alcalino,Etóxido de magnésiopode promover a reação de troca de ésteres entre óleo e metanol, produzindo ésteres metílicos de ácidos graxos (biodiesel). Nas condições de 65 graus e 3 MPa, o rendimento da transesterificação do óleo de colza catalisada por etanol magnesiano chega a 99%, podendo ser reciclado mais de 5 vezes com uma taxa de decaimento de atividade inferior a 10%. Comparado com os catalisadores tradicionais de hidróxido de sódio, o sistema de etanol magnesiu pode reduzir a descarga de águas residuais em 80% e evitar reações colaterais de saponificação.
2. Catalisador de craqueamento de óxido composto à base de magnésio
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 exemplo, utilizando a palha de milho como matéria-prima, após a gaseificação catalítica com MgZrO ₓ, o poder calorífico do gás sintetizado chega a 12 MJ/m³, podendo ser utilizado diretamente para geração de energia em turbinas a gás.
3. Materiais de armazenamento de lítio à base de magnésio
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% após 100 ciclos. Sua alta capacidade específica (800 mAh/g) se deve ao efeito sinérgico da reação redox do magnésio e da condutividade do carbono. Esse material foi aplicado em baterias de veículos elétricos, o que pode aumentar o alcance em 15% e reduzir os custos da bateria em 20%.
É um composto orgânico com fórmula molecular Mg (C2H5O) 2. Pode ser usado como catalisador, agente de condensação e agente redutor em reações de síntese orgânica, e tem amplas perspectivas de aplicação.
A equação química para esta reação é a seguinte:
Mg+ 2C2H5AH + 2C2H5Cl → Mg (C2H5O)2+ 2HCl
Nesta reação, o pó de magnésio (Mg) reage com etanol anidro (C2H5OH) e cloroetanol (C2H5Cl) para produzir (Mg (C2H5O) 2) e ácido clorídrico (HCl). Nesta equação, o ácido clorídrico gerado durante a reação será coletado e descarregado para a obtenção do etóxido de magnésio puro.
Passo 1: Prepare o recipiente de reação
Primeiramente, precisamos preparar um recipiente de reação seco, de preferência usando um balão de fundo redondo com tubo condensador e haste de agitação. Isso ocorre porque essa reação produz gás hidrogênio, que precisa ser coletado e descarregado através de um condensador. Além disso, antes de conduzir a reação, precisamos aquecer o frasco acima de 80 graus e mantê-lo seco.
Etapa 2: Adicione etanol anidro ao recipiente de reação
Após o recipiente de reação atingir a temperatura necessária, precisamos adicionar uma certa quantidade de etanol anidro e mantê-lo seco. A água pode ser removida despejando etanol em um tubo de secagem pré-seco. Durante esse processo, é importante ter cuidado para não despejar o etanol muito rapidamente para evitar fervura e respingos.
Etapa 3: adicione gradualmente o pó de magnésio
Em seguida, precisamos adicionar gradualmente o pó de magnésio ao etanol anidro. Durante este processo, uma vareta de agitação pode ser usada para ajudar a dissolver o pó de magnésio e evitar que ele se acumule. Deve-se notar que o pó de magnésio deve ser mantido seco e peneirado antes de ser adicionado ao recipiente de reação para remover partículas maiores.
Etapa 4: adição gota a gota de cloroetanol
Depois que o pó de magnésio estiver completamente dissolvido, precisamos adicionar cloroetanol gota a gota no sistema de reação. O cloroetanol, também conhecido como cloroetanol, é um composto orgânico com a fórmula molecular C2H5Cl. Na reação, atua como catalisador e pode acelerar a reação entre o etanol e o pó de magnésio.
Passo 5: Observe o processo de reação
Quando o cloroetanol é adicionado gota a gota ao recipiente de reação, a reação começará rapidamente. Durante esse processo, você observará uma mudança de cor na solução, passando gradativamente de incolor ou amarelo claro para amarelo ou laranja. Isto se deve à produção deetóxido de magnésio, fazendo com que a solução no vaso de reação fique turva.
Passo 6: Continue mexendo
Durante o processo de reação, é necessário agitar continuamente o sistema de reação para garantir que a reação seja totalmente realizada. Durante este processo, você pode continuar observando as mudanças de cor da solução de reação e a emissão de gases. Depois que a reação estiver completamente concluída, a cor da solução reacional desaparecerá gradualmente e a emissão de gás hidrogênio também diminuirá gradualmente.
Passo 7: Filtre e lave o produto
Após a conclusão da reação, é necessário filtrar o produto em papel de filtro ou outro meio filtrante e lavá-lo com etanol para remover quaisquer impurezas.
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