마그네슘에톡사이드,중국어로 마그네슘 에틸레이트라고도 알려진 유기 마그네슘 염입니다. 마그네슘 에탄올레이트는 흰색에서 밝은 회색으로 나타나는 분말 물질입니다. 분자식은 C4H10MgO2이고 분자량은 114.43입니다. CAS 번호는 2414-98-4입니다. 실온 및 압력에서는 안정하지만 물, 습기, 강산 또는 산화제와 접촉하면 격렬한 반응을 일으킬 수 있습니다. 산화물 및 물과의 접촉을 피하십시오. 에테르와 탄화수소에는 용해되기 어렵고 물에는 약간 용해되며 에탄올에는 용해됩니다. 폴리프로필렌, 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌의 올레핀 중합 시 촉매 담체로 사용됩니다. 정밀 세라믹의 원료. 환경 보호 분야에서의 적용은 주로 산업 폐수에서 중금속 이온을 처리하는 것을 목표로 합니다. 독특한 구조로 인해 중금속 이온과 효과적으로 결합하여 폐수에서 분리하여 수질 정화 목표를 달성할 수 있습니다.
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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; 오, 27.96 |
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분자 구조마그네슘에톡사이드는 분자식 Mg(C2H5O) 2 로 나타낼 수 있습니다. 1개의 마그네슘 이온과 2개의 에톡시 이온으로 구성된 유기 마그네슘 화합물입니다. 이 분자에서 마그네시우 이온(Mg)은 두 개의 양전하를 띠고 각 에톡시 이온(C2H5O)은 음전하를 띠므로 이온 결합으로 연결됩니다.
각 에톡시 이온은 에틸 그룹과 에톡시 그룹으로 구성됩니다. 에틸 그룹은 2개의 탄소 원자와 5개의 수소 원자로 구성되고, 에톡시 그룹은 1개의 산소 원자와 1개의 에틸 그룹으로 구성됩니다. 전체 분자의 공간 구조는 분자 중심에 마그네슘 이온이 있고 양쪽에 에톡시 이온이 있는 선형 구성을 나타냅니다.
분자 구조는 물리적, 화학적 특성에 결정적인 영향을 미칩니다. 분자 내에 카르보닐 산소 원자가 많기 때문에 친핵성과 축합 반응 활성이 강하고 유기 합성 반응에서 촉매, 축합제, 환원제로 널리 사용될 수 있습니다.
다기능 유기 마그네슘 화합물인 에탄올 마그네슘(Mg(OC2H5)2)은 강한 알칼리성, 환원성 및 제어 가능한 용해도와 같은 고유한 화학적 특성으로 인해 에너지 저장, 환경 거버넌스 및 녹색 화학 분야에서 중요한 응용 가치를 보여 왔습니다.
1. 마그네슘 이온 배터리에서 이중 역할을 합니다.
전해질 첨가제: 에탄올 마그네시우스 에톡시 리간드는 마그네시우스 이온과 안정한 복합체를 형성하여 마그네시우스 증착/용해의 과전위를 감소시키고 수상돌기 성장을 억제할 수 있습니다. 예를 들어 5%를 추가하면마그네슘에톡사이드유기 전해질을 사용하면 마그네슘 이온 배터리의 사이클 수명을 200사이클에서 500사이클 이상으로 늘리는 동시에 99% 이상의 쿨롱 효율을 유지할 수 있습니다.
전극 재료 전구체: 나노 규모의 산화마그네슘(MgO) 또는 마그네슈 기반 복합 산화물은 에탄올 마그네슈를 열분해하여 제조할 수 있습니다. 양극 소재로 사용 시, 층상 구조로 인해 풍부한 마그네슘 이온 확산 채널을 제공할 수 있습니다. 실험에 따르면 에탄올 마그네시우에서 파생된 MgO/C 복합 재료를 양극으로 사용하면 기존 전이 금속 산화물을 훨씬 초과하는 150mAh/g의 배터리 비용량을 달성할 수 있는 것으로 나타났습니다.
2. mg- 기반 수소 저장 물질
고순도 마그네슈 나노입자(입자크기)<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. 마그네슘계 복합산화물 촉매
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 (>200m ²/g) 및 강산성 사이트는 중유 분자의 분해를 촉진하고 휘발유 생산량을 8% -10% 증가시키며 코크스 생산량을 줄일 수 있습니다. 예를 들어, Sinopec이 개발한 MgAl2O₄ 기반 촉매는 촉매 분해 장치에서 1000시간 연속 작동 후에도 활성 감쇠율이 3%에 불과해 기존 실리콘 알루미늄 촉매보다 우수합니다.
환경정화기술: 녹색거버넌스 시스템 구축
1. 중금속 흡착재
황화 변성 후 표면에 -SH 관능기가 도입되어 Pb²⁺ 및 Cd²⁺와 같은 중금속 이온에 대해 높은 선택적 흡착 능력을 갖습니다. pH=5에서 Pb²⁺에 대한 magnesiu mercaptide의 흡착능은 220 mg/g에 이르렀고, 흡착평형시간은 10분으로 단축되었다. 이 소재는 전기도금 폐수 처리에 적용되어 배출수 내 Pb²⁺ 농도를 국가 배출 기준(0.1mg/L)보다 훨씬 낮은 0.01mg/L 이하로 낮출 수 있습니다.
2. CO2 포집물질
에틸렌디아민 등 아미노화합물과 반응하여 생성된 마그네시우 기반 아미노탄산염은 40도에서 CO2에 대한 흡착능력이 3.8mmol/g이며, 100도에서 열재생을 통해 재활용이 가능합니다. 석탄-화력 발전소의 배가스 처리에서 이 물질은 CO2 포집 효율을 90%까지 높이고 에너지 소비를 30% 이상 줄일 수 있습니다. 또한, 에탄올 마그네시우에서 파생된 마그네시우 기반 MOF(금속 유기 골격)는 고압 조건에서 최대 10mmol/g의 CO2 흡착 용량을 가지므로 심해 탄소 격리 기술에 적합합니다.{12}}
3. 오염물질의 광촉매 분해
마그네슘 공급원으로 합성된 마그네슘 도핑된 이산화티타늄(Mg{0}}TiO2) 광촉매는 UV 조사 하에서 로다민 B 분해 효율이 98%로 순수 TiO2(65%)보다 훨씬 높은 분해효율을 보였다. 그 메커니즘은 마그네시우 도핑이 TiO2의 밴드 갭(3.2eV에서 2.8eV)을 줄이고 빛 응답 범위를 가시광선 영역으로 확장한다는 것입니다. 이 소재는 날염폐수 처리에 적용되어 COD 제거율을 90%까지 높이고 처리비용을 40% 절감할 수 있습니다.
1. 바이오디젤 생산용 촉매
알칼리성 촉매로는,마그네슘에톡사이드오일과 메탄올 사이의 에스테르 교환 반응을 촉진하여 지방산 메틸 에스테르(바이오디젤)를 생성할 수 있습니다. 65도, 3MPa의 조건에서 에탄올 마그네슈에 의해 촉매되는 유채기름 에스테르교환 수율은 99%에 도달하고 활성 감소율은 10% 미만으로 5회 이상 재활용할 수 있습니다. 전통적인 수산화나트륨 촉매와 비교하여 에탄올 마그네시우 시스템은 폐수 배출량을 80%까지 줄이고 비누화 부반응을 피할 수 있습니다.
2. 마그네슘계 복합산화물 분해촉매
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%).
예를 들어, 옥수수대를 원료로 사용하여 MgZrOₓ로 촉매 가스화한 후 합성된 가스의 발열량은 12 MJ/m 3에 도달하여 가스 터빈 발전에 직접 사용할 수 있습니다.
3. 마그네시우 기반 리튬 저장 물질
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>100사이클 후 95%. 높은 비용량(800 mAh/g)은 마그네시우 산화환원 반응과 탄소 전도성의 시너지 효과에 기인합니다. 이 소재는 전기차 배터리에 적용돼 주행거리를 15% 늘리고, 배터리 비용을 20% 절감할 수 있다.
이는 분자식 Mg(C2H5O) 2 를 갖는 유기 화합물입니다. 유기 합성 반응에서 촉매, 축합제, 환원제로 사용할 수 있으며 응용 가능성이 넓습니다.
이 반응의 화학 반응식은 다음과 같습니다.
마그네슘 + 2C2H5아 + 2ㄷ2H5Cl → Mg(C2H5O)2+ 2HCl
본 반응에서는 마그네슈 분말(Mg)이 무수에탄올(C2H5OH) 및 클로로에탄올(C2H5Cl)과 반응하여 (Mg(C2H5O)2)와 염산(HCl)을 생성합니다. 이 반응식에서는 순수한 마그네슘 에톡사이드를 얻기 위해 반응 중에 생성된 염산을 포집하고 배출하게 됩니다.
1단계: 반응 용기 준비
먼저, 바람직하게는 응축기 튜브와 교반 막대가 있는 둥근 바닥 플라스크를 사용하여 건조 반응 용기를 준비해야 합니다. 이는 이 반응으로 인해 수소 가스가 생성되는데, 이를 응축기를 통해 수집하고 배출해야 하기 때문입니다. 또한, 반응을 진행하기 전에 플라스크를 80도 이상으로 가열하고 건조하게 유지해야 합니다.
2단계: 반응 용기에 무수 에탄올을 첨가합니다.
반응 용기가 필요한 온도에 도달한 후 일정량의 무수 에탄올을 첨가하고 건조하게 유지해야 합니다. 미리 건조된 건조관에 에탄올을 부어 물을 제거할 수 있습니다. 이 과정에서 끓거나 튀는 것을 방지하기 위해 에탄올을 너무 빨리 붓지 않도록 주의하는 것이 중요합니다.
3단계: 마그네슘 분말을 점차적으로 첨가합니다.
다음으로, 무수에탄올에 마그네슈 분말을 서서히 첨가해야 합니다. 이 과정에서 교반 막대를 사용하면 마그네슈 분말을 녹이고 서로 뭉치는 것을 방지할 수 있습니다. 마그네슈 분말은 건조한 상태로 유지하고 더 큰 입자를 제거하기 위해 반응 용기에 추가하기 전에 체로 걸러내야 한다는 점에 유의해야 합니다.
단계 4: 클로로에탄올의 적가
마그네슈 분말이 완전히 용해된 후 반응 시스템에 클로로에탄올을 한 방울씩 첨가해야 합니다. 클로로에탄올이라고도 알려진 클로로에탄올은 분자식 C2H5Cl을 갖는 유기 화합물입니다. 반응에서 촉매 역할을 하며 에탄올과 마그네슈 분말 사이의 반응을 가속화할 수 있습니다.
5단계: 반응 과정 관찰
반응 용기에 클로로에탄올을 한 방울씩 첨가하면 반응이 빠르게 시작됩니다. 이 과정에서 용액의 색상 변화가 관찰되며 점차적으로 무색 또는 연한 노란색에서 노란색 또는 주황색으로 변합니다. 이는 다음의 생산으로 인한 것입니다.마그네슘에톡사이드, 반응 용기의 용액을 탁하게 만듭니다.
6단계: 계속 저어주세요
반응 과정에서 반응이 완전히 진행되도록 반응 시스템을 지속적으로 교반해야 합니다. 이 과정에서 반응 용액의 색상 변화와 가스 방출을 계속해서 관찰할 수 있습니다. 반응이 완전히 완료된 후, 반응 용액의 색은 점차 희미해지고, 수소 가스의 방출도 점차 감소합니다.
7단계: 제품을 여과하고 세척합니다.
반응이 완료된 후 생성물을 여과지나 기타 여과재로 여과한 후 에탄올로 세척하여 불순물을 제거해야 합니다.
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