マグネシウムエトキシド、中国語ではマグネシウムエチラートとしても知られ、有機マグネシウム塩です。マグネシウムエタノラートは、白色から淡灰色の粉末状物質です。分子式は C4H10MgO2、分子量は 114.43 です。 CAS 番号は 2414-98-4 です。室温および常圧では安定ですが、水、湿気、強酸、または酸化剤と接触すると激しい反応を起こす可能性があります。酸化物や水との接触を避けてください。エーテル類、炭化水素類に難溶、水に難溶、エタノールに可溶。ポリプロピレン、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレンのオレフィン重合用触媒担体として使用されます。精密セラミックスの原料。環境保護分野での応用は、主に産業廃水中の重金属イオンの処理を目的としています。そのユニークな構造により、重金属イオンと効果的に結合して廃水から重金属イオンを分離し、水質浄化の目的を達成します。
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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;ああ、27.96 |
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の分子構造マグネシウムエトキシド分子式 Mg (C2H5O) 2 で表すことができます。1 つのマグネシウムイオンと 2 つのエトキシイオンから構成される有機マグネシウム化合物です。この分子では、マグネシウム イオン (Mg) は 2 つの正電荷を持ち、各エトキシ イオン (C2H5O) は負電荷を持っているため、イオン結合によって結合されています。
各エトキシイオンはエチル基とエトキシ基から構成されます。エチル基は 2 つの炭素原子と 5 つの水素原子で構成され、エトキシ基は 1 つの酸素原子と 1 つのエチル基で構成されます。分子全体の空間構造は直線的な構造を示し、分子の中心にマグネシウムイオン、その両側にエトキシイオンが位置します。
分子構造は、その物理的および化学的特性に決定的な影響を与えます。分子内にカルボニル酸素原子を多く含むため、強い求核性と縮合反応活性を有し、有機合成反応の触媒、縮合剤、還元剤として広く使用されます。
エタノールマグネシウム (Mg (OC2H5) 2) は、多機能有機マグネシウム化合物として、強アルカリ性、還元性、制御可能な溶解度などの独特の化学的特性により、エネルギー貯蔵、環境ガバナンス、およびグリーンケミストリーの分野で重要な応用価値を示しています。
1. マグネシウムイオン電池では 2 つの役割を果たします。
電解質添加剤: エタノール マグネシウム エトキシ リガンドは、マグネシウム イオンと安定した錯体を形成し、マグネシウムの析出/溶解の過電圧を低減し、樹枝状結晶の成長を阻害します。たとえば、5% を追加すると、マグネシウムエトキシド有機電解質への添加により、99%を超えるクーロン効率を維持しながら、マグネシウムイオン電池のサイクル寿命を200サイクルから500サイクル以上に延ばすことができます。
電極材料前駆体: ナノスケールの酸化マグネシウム (MgO) またはマグネシウムベースの複合酸化物は、エタノール マグネシウムを熱分解することによって調製できます。正極材料として使用すると、その層状構造により豊富なマグネシウムイオン拡散チャネルが得られます。実験では、エタノールマグネシウムから誘導された MgO/C 複合材料を正極として使用すると、従来の遷移金属酸化物をはるかに上回る 150 mAh/g の電池比容量を達成できることが示されました。
2. mg-ベースの水素貯蔵材料
高純度マグネシウムナノ粒子（粒子径）<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. マグネシウム系複合酸化物触媒
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 m ²/g) と強酸性サイトは重油分子の分解を促進し、ガソリン収率を 8% -10% 増加させ、コークス生成を削減します。例えば、Sinopec が開発した MgAl2O 4 ベースの触媒は、接触分解装置で 1000 時間連続運転した後、活性低下率がわずか 3% であり、従来のシリコンアルミニウム触媒よりも優れています。
環境浄化技術：グリーンガバナンスシステムの構築
1. 重金属吸着材
硫化修飾後、表面に- SH官能基が導入され、Pb 2 ⁺ やCd 2 ⁺ などの重金属イオンに対して高い選択吸着能を発揮します。 pH=5では、Pb 2 ＋に対するマグネシウムメルカプチドの吸着容量は220 mg/gに達し、吸着平衡時間は10分に短縮されました。この材料は電気めっき廃水の処理に適用されており、排水中の Pb 2 ⁺ 濃度を国の排出基準 (0.1 mg/L) をはるかに下回る 0.01 mg/L 未満に下げることができます。
2. CO2回収材
アミノ化合物（エチレンジアミンなど）との反応により生成するマグネシウム系アミノ炭酸塩は、40℃でCO2に対する3.8mmol/gの吸着容量を有し、100℃での熱再生によりリサイクルが可能です。石炭火力発電所の排ガス処理において、この材料は CO2 回収効率を 90% に高め、エネルギー消費を 30% 以上削減できます。さらに、エタノールマグネシューから得られるマグネシューベースのMOF（有機金属フレームワーク）は、高圧条件下で最大10 mmol/gのCO2吸着能力を有しており、深海の炭素隔離技術に適しています。-
3. 光触媒による汚染物質の分解
マグネシウム源として合成されたマグネシウムドープ二酸化チタン (Mg-TiO2) 光触媒は、UV 照射下でローダミン B に対して 98% の分解効率を示し、これは純粋な TiO2 の分解効率 (65%) よりもはるかに高くなります。そのメカニズムは、マグネシウムのドーピングによって TiO2 のバンドギャップが減少し (3.2 eV から 2.8 eV に)、光応答範囲が可視光領域に拡大するというものです。この材料を印刷・染色廃水の処理に適用することで、COD除去率を90％に高め、処理コストを40％削減することができます。
1. バイオディーゼル製造用触媒
アルカリ触媒としては、マグネシウムエトキシド油とメタノールの間のエステル交換反応を促進し、脂肪酸メチルエステル（バイオディーゼル）を生成します。 65度、3MPaの条件下で、エタノールマグネシウ触媒による菜種油エステル交換収率は99%に達し、活性減衰率10%未満で5回以上リサイクル可能である。従来の水酸化ナトリウム触媒と比較して、エタノールマグネシウムシステムは廃水排出量を 80% 削減し、ケン化の副反応を回避できます。
2. マグネシウム系複合酸化物分解触媒
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%).
例えば、コーンストーバーを原料として、MgZrO ₓ による接触ガス化後の合成ガスの発熱量は 12 MJ/m 3 に達し、そのままガスタービン発電に利用できます。
3. マグネシウム系リチウム貯蔵材料
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>100 サイクル後は 95%。その高い比容量 (800 mAh/g) は、マグネシウムの酸化還元反応と炭素の導電性の相乗効果によるものです。この材料は電気自動車のバッテリーに適用されており、航続距離を 15% 延長し、バッテリーのコストを 20% 削減できます。
分子式 Mg (C2H5O) 2 で表される有機化合物です。有機合成反応における触媒、縮合剤、還元剤として使用でき、幅広い用途の可能性があります。
この反応の化学式は次のとおりです。
マグネシウム+ 2C2H5ああ+ 2C2H5Cl→Mg(C2H5O)2+ 2塩酸
この反応では、マグネシウム粉末 (Mg) が無水エタノール (C2H5OH) およびクロロエタノール (C2H5Cl) と反応して、(Mg (C2H5O) 2) と塩酸 (HCl) が生成されます。この式では、純粋なマグネシウムエトキシドを得るために、反応中に生成される塩酸が収集されて排出されます。
ステップ 1: 反応容器を準備する
まず、乾燥した反応容器を準備する必要があります。できれば冷却管と撹拌棒を備えた丸底フラスコを使用します。この反応により水素ガスが発生するため、この水素ガスを回収して凝縮器を通して排出する必要があるからです。さらに、反応を行う前にフラスコを 80 度以上に加熱し、乾燥した状態に保つ必要があります。
ステップ 2: 無水エタノールを反応容器に加える
反応容器が必要な温度に達したら、一定量の無水エタノールを加えて乾燥を保つ必要があります。水を除去するには、あらかじめ乾燥させた乾燥管にエタノールを注ぎます。このプロセスでは、沸騰して飛び散るのを避けるために、エタノールをあまりにも早く注がないように注意することが重要です。
ステップ 3: マグネシウム粉末を徐々に加えます。
次に、無水エタノールにマグネシウム粉末を徐々に加えます。このプロセス中、撹拌棒を使用すると、マグネシウム粉末が溶解し、粉末が集まるのを防ぐことができます。マグネシウム粉末は乾燥状態に保ち、反応容器に加える前にふるいにかけ、大きな粒子を除去する必要があることに注意してください。
ステップ４：クロロエタノールの滴下
マグネシウム粉末が完全に溶解したら、反応系にクロロエタノールを滴下する必要があります。クロロエタノールとしても知られるクロロエタノールは、分子式 C2H5Cl を持つ有機化合物です。反応においては触媒として作用し、エタノールとマグネシウム粉末の反応を促進します。
ステップ 5: 反応プロセスを観察する
反応容器にクロロエタノールを滴下すると速やかに反応が始まります。このプロセス中に、溶液の色の変化が観察され、無色または淡黄色から黄色またはオレンジ色に徐々に変化します。これは、の生産によるものです。マグネシウムエトキシドとなり、反応容器内の溶液が濁ります。
ステップ6: 撹拌を続ける
反応プロセス中、反応が完全に進行することを保証するために反応系を継続的に撹拌する必要がある。このプロセス中、反応溶液の色の変化やガスの放出を観察し続けることができます。反応が完全に終了すると、反応液の色は徐々に薄れ、水素ガスの発生も徐々に減少します。
ステップ 7: 製品を濾過して洗浄します。
反応が完了したら、生成物を濾紙またはその他の濾材で濾過し、エタノールで洗浄して不純物を除去する必要があります。
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