5-bromo-2-furaldehydjest białym lub jasnożółtym krystalicznym proszkiem z lekkim irytującym zapachem. Wzór molekularny C5H3BRO2, CAS 1899-24-7. Ze względu na obecność atomów bromu i grup aldehydu w tym związku, jego stabilność termiczna może być stosunkowo słaba i jest podatna na reakcje rozkładu lub utleniania. Łatwy do pogorszenia lub wytwarzania szkodliwych gapów w warunkach ogrzewania. Może być rozpuszczalny w wodzie, a także rozpuszczalnikach organicznych, takich jak etanol i eter. Można go stosować jako półprodukt farmaceutyczny do syntezy biologicznie aktywnych związków, takich jak leki przeciwbakteryjne, leki przeciwwirusowe i leki przeciwnowotworowe. Może być stosowany do leczenia odpadów organicznych zawierających brom i przekształcania go w nieszkodliwe lub niską toksyczność poprzez reakcje takie jak redukcja lub utlenianie, osiągając wykorzystanie zasobów odpadów. Może być stosowany jako syntetyczny monomer polimerowy do przygotowania wysokowydajnych materiałów polimerowych, takich jak włókna polimerowe, folii z tworzyw sztucznych i materiały biodegradowalne.
|
|
|
|
Formuła chemiczna |
C5H3BRO2 |
|
Dokładna masa |
174 |
|
Masa cząsteczkowa |
175 |
|
m/z |
174 (100.0%), 176 (97.3%), 175 (5.4%), 177 (5.3%) |
|
Analiza elementarna |
C, 34,32; H, 1,73; BR, 45,66; O, 18.29 |
5-bromo-2-furaldehydma potencjalną wartość zastosowania w magazynie energii elektrochemicznej, obejmująca głównie produkcję urządzeń do magazynowania energii, takich jak baterie i superkapacitor.
1. Magazynowanie energii baterii:
Może być stosowany jako substancja czynna w baterii i uczestniczyć w procesie ładowania i rozładowywania. Jego atomy bromu i grupy aldehydu mogą reagować z elektrolitem, osiągając magazyn i uwalnianie energii elektrycznej. W szczególności może być stosowany jako dodatni lub ujemny materiał elektrody w rodzajach akumulatorów, takich jak akumulatory litowo-jonowe, akumulatory jonów sodu lub akumulatory jonów bromowych. W tych akumulatorach magazynowanie i uwalnianie energii elektrycznej osiąga się poprzez odwracalne reakcje redoks. W porównaniu z tradycyjnymi akumulatorami baterie wykorzystujące 5-bromo 2 furaldehide jako substancję czynną mają zalety, takie jak wyższa gęstość energii, szybsze ładowanie i prędkość rozładowywania oraz lepsza stabilność cyklu.
2. Magazynowanie energii superkapacitor:
Może być również stosowany jako substancja czynna w superkaparzytach do szybkiego magazynowania i uwalniania energii elektrycznej. Superkapacitorzy to urządzenia do magazynowania energii o wysokiej gęstości mocy oraz możliwościom szybkiego ładowania i rozładowywania, szeroko stosowanego w pojazdach hybrydowych, produktach elektronicznych i polach energii odnawialnej. Jako substancja czynna w superkondensatorach może przechowywać i uwalniać energię elektryczną poprzez reakcje podwójnego ładunku lub reakcje Faraday. W porównaniu z tradycyjnymi kondensatorami elektrolitycznymi, superkondensatory wykorzystujące Furaldehide 5-Bromo 2 jako materiał aktywny mają zalety, takie jak wyższa gęstość energii, dłuższa żywotność cyklu i lepsza zdolność adaptacji środowiska.
3. Ulepszenie wydajności urządzeń magazynowych:
Można go również połączyć z innymi substancjami czynnymi lub materiałami elektrodowymi, aby zwiększyć wydajność urządzeń do magazynowania energii. Na przykład, łącząc furaldehide 5-bromo 2 z materiałami elektrodowymi, takimi jak materiały węglowe, polimery przewodzące lub inne tlenki metali, można przygotować wysokowydajne materiały elektrodowe. Te kompozytowe materiały elektrody mogą poprawić wydajność urządzeń magazynowych pod względem gęstości energii, gęstości mocy, żywotności cyklu i bezpieczeństwa.
Należy zauważyć, że zastosowanie elektrochemicznego magazynowania energii jest nadal na etapie badań, a do praktycznych zastosowań potrzebne są dalsze weryfikacja eksperymentalna i przełom technologiczny. Jednocześnie potrzebna jest wystarczająca ocena dla takich czynników, jak bezpieczeństwo, przyjazność środowiska i koszty produkcji w magazynie energii elektrochemicznej. W przyszłości, wraz z pogłębianiem powiązanych badań i rozwoju technologii, perspektywy aplikacji w dziedzinie elektrochemicznego magazynowania energii będą jeszcze szersze.
5-bromo-2-furfuralny (numer CAS: 1899-24-7), znany również jako 5-bromo-furfuralny, 5-bromo-2-cukierski aldehyd, 5-bromo-furan-2-karbaldehyd itp., Jest związkiem organicznym o specyficznej strukturze chemicznej. Jego wzór cząsteczkowy wynosi C5H3BRO2, o masie cząsteczkowej 174,98. Ma unikalne właściwości fizyczne i chemiczne, takie jak wygląd brązowej igły, pewna temperatura topnienia oraz specyficzna gęstość i współczynnik załamania światła. Właściwości te powodują, że 5-bromo-2-furfural ma potencjalną wartość zastosowania w wielu dziedzinach, szczególnie w elektrochemicznym magazynowaniu energii.
Tło i znaczenie elektrochemicznego magazynowania energii
Elektrochemiczne magazynowanie energii to technologia, która przekształca energię elektryczną w energię chemiczną i przechowuje ją, a następnie przekształca energię chemiczną w energię elektryczną w razie potrzeby. Technologia ma zalety wysokiej wydajności, ochrony środowiska i możliwości recyklingu, a obecnie jest jednym z hotspotów w dziedzinie badań energetycznych. Wraz z ciągłym wzrostem globalnego zapotrzebowania na energię i szybkim rozwojem energii odnawialnej, technologia magazynowania energii elektrochemicznej odgrywa coraz ważniejszą rolę w obszarach takich jak regulacja siatki, rozproszony dostęp do energii i ładowanie pojazdów elektrycznych.
Zasada zastosowania 5-bromo-2-furfuralnej w elektrochemicznej magazynce energii
Jako związek organiczny specyficzne grupy funkcjonalne i właściwości w jego strukturze molekularnej sprawiają, że potencjalnie jest cenny do magazynowania energii elektrochemicznej. W szczególności 5-bromo-2-furfural może być chemicznie modyfikowany lub połączony z innymi materiałami w celu utworzenia materiałów magazynowych o określonych właściwościach elektrochemicznych. Materiały te mogą poddać się odwracalnym reakcjom ograniczania utleniania podczas procesu ładowania i rozładowywania, osiągając w ten sposób magazynowanie i uwalnianie energii elektrycznej.
Przygotowanie i optymalizacja wydajności 5-bromo-2-furfuralnych materiałów magazynowych
Optymalizacja wydajności
(1) Kontrola morfologii:
Poprzez dostosowanie warunków przygotowania, takich jak temperatura reakcji, czas i stężenie reagentów, można kontrolować morfologię i strukturę materiałów na bazie 5-bromo-2-fluorowal. Specyficzne struktury morfologiczne mogą zwiększyć powierzchnię właściwej powierzchni materiałów, poprawić zwilżalność elektrolitu i wydajność transportu jonów, zwiększając w ten sposób wydajność magazynowania energii.
(2) Modyfikacja domieszkowania:
Domieszkowanie innych pierwiastków lub związków w materiały na bazie 5-bromo-2-fluoro nacisków w celu zmiany ich struktury elektronicznej i właściwości chemicznych. Doping może wprowadzać nowe aktywne miejsca, poprawić aktywność redoks materiałów i zwiększyć ich stabilność i wydajność rowerową.
(3) Projekt złożony:
Materiały do magazynowania energii kompozytowej powstają przez połączenie materiałów na bazie 5-bromo-2-furfuralnej z innymi materiałami funkcjonalnymi, takimi jak tlenki metali, materiały węglowe itp. Materiały kompozytowe mogą zintegrować zalety różnych materiałów w celu uzyskania uzupełniającej i zoptymalizowanej wydajności.
Elektrochemiczna ocena wydajności 5-bromo-2-furfuralnych materiałów magazynowych energii
Aby ocenić wydajność elektrochemiczną 5-bromo-2-furfuralnych materiałów magazynowania energii, wymagana jest szereg testów eksperymentalnych i analiz. Testy te obejmują cykliczne testowanie woltammetrii, stałe testowanie rozładowania ładunku prądu, testowanie impedancji AC itp. W ramach tych testów można uzyskać kluczowe wskaźniki, takie jak zdolność właściwa, stabilność cykliczna i wydajność prędkości materiału.
1. Cykliczny test woltammetrii
Cykliczna woltametria jest powszechnie stosowaną metodą testowania elektrochemicznego, która rejestruje krzywą zmienności prądu z potencjałem poprzez cykliczne skanowanie elektrody w określonym zakresie potencjalnym. Ta metoda testowania może ujawnić proces reakcji redoks i odwracalność materiałów. W przypadku materiałów magazynowania energii na podstawie 5-bromo-2, cykliczne testy woltammetrii mogą ocenić aktywność i odwracalność ich reakcji redoks, a także cykliczną stabilność materiału.
2. Test ładowania prądu stałego i rozładowania
Testowanie ładunku i rozładowania stałego prądu to proces ładowania i rozładowywania elektrod przy określonej gęstości prądu i rejestrowaniu krzywej potencjalnej zmienności w czasie. Ta metoda testowania może uzyskać kluczowe wskaźniki, takie jak pojemność właściwa i wydajność kulombowa materiału. W przypadku materiałów magazynowania energii na podstawie 5-bromo-2-furfuralnego testowanie stałego ładunku prądu mogą ocenić wydajność magazynowania energii i stabilność cykliczne.
3. Test impedancji AC
Testowanie impedancji prądu przemiennego jest metodą pomiaru impedancji elektrody poprzez zastosowanie małego sygnału AC. Ta metoda testowania może uzyskać parametry, takie jak rezystancja transferu ładunku i współczynnik dyfuzji jonów materiału. W przypadku materiałów magazynowania energii na podstawie 5-bromo-2-furfuralnych testy impedancji AC mogą ocenić ich wydajność transportu jonów i wydajność transferu ładunku.
PRAKTYCZNE ZASTOSOWANIE PRZYPADKU 5-BROMO-2 FORFURATU W ELEKTROCHEMICZNYM PRZETYCZĄCE ENERGII
Obecnie niektóre badania zastosowały 5-bromo-2-furfuralne lub jego pochodne do dziedziny magazynowania energii elektrochemicznej. Na przykład w niektórych badaniach zsyntetyzowane materiały węglowe ze specjalną morfologią i strukturą przy użyciu pochodnych biomasy furfural (w tym analogi 5-bromo-2-fluorolu) jako głównego surowca za pomocą określonych metod chemicznych. Te materiały węglowe wykazują doskonałą wydajność elektrochemiczną i stabilność rowerową jako materiały do magazynowania energii.
W szczególności w niektórych badaniach zastosowano reakcję bazową Schiffa i jednoetapową metodę karbonizacji hydrotermalnej w celu przygotowywania cząstek węgla ze specjalną morfologią przy użyciu furfural jako źródła węgla. Dzięki chemicznej aktywacji i regulacji struktury porów oraz w połączeniu z elektrochemicznie aktywnymi tlenkami metali zbudowano różne materiały do magazynowania energii na bazie węgla na bazie węgla na bazie węgla. Materiały te mają wysoką powierzchnię właściwą i bogatą strukturę porów, co sprzyja szybkim transporcie i magazynowaniu elektrolitów. Wyniki eksperymentalne wskazują, że materiały te wykazują wysoką pojemność, wysoką energię/gęstość mocy oraz doskonałą stabilność rowerową w hybrydowych jonach cynku.
Ponadto w badaniach wykorzystano aktywowany porowaty węgiel „w kształcie bayberry” jako nośnik do wprowadzenia metalowego tlenku manganu in situ podczas hydrotermalnej syntezy cząstek węgla oraz zaprojektowanych i syntetyzowanych porowatych cząsteczek węgla „w kształcie Bayberry”. Ten materiał kompozytowy, jako dodatni materiał elektrody dla akumulatorów manganu cynku, wykazuje wysoką odwracalną pojemność specyficzną i doskonałą gęstość energii. Po ciągłych cyklach ładowania i rozładowania nadal może zachować wysoką zdolność specyficzną i wydajność kulombicową. Te wyniki badań dostarczają użytecznych odniesień i wskazówek dotyczących zastosowania 5-bromo-2-fluorowalowego w dziedzinie magazynowania energii elektrochemicznej.
Poniżej znajduje się metoda syntezy laboratoryjnej dla5-bromo-2-furaldehyd:
Reakcja między formaldehydem a bromem: HCHO + BR2→ HCOHBR + H2WSPÓŁ2Br
Reakcja promowana przez kwas mrówkowy: HCOHBR + H2WSPÓŁ2BR → HCOHBRCO2H + H2O
Wodorotlenek wapnia reguluje wartość pH: HCOHBRCO2H + CA (OH)2→ Cabrch=o+co2 + H2 O
Ekstrakcja eterowa: c5H3Bro2 + C8H10 → C5H3Bro2 · C8H10
Destylacja w celu usunięcia eteru: C5H3Bro2 · C8H10 → C5H3Bro2 + C8H10
Eksperymentalne kroki:
Pięć lat elektronicznych produktów mechanicznych opadów, produkty dojrzałe i stabilne
Po zakończeniu reakcji brominacji kwas mrówki dodaje się do butelki reakcji w celu zwiększenia wydajności produktu.
Pod działaniem kwasu mrówkowego roztwór reakcyjny stopniowo staje się brązowy, co wskazuje, że reakcja trwa. W tym czasie temperatura powinna być utrzymywana przy około 60 stopni C, a mieszanie powinno trwać przez pewien czas, aby zakończyć reakcję.
Schłodzić roztwór reakcyjny do temperatury pokojowej, dodaj odpowiednią ilość wody i dostosuj wartość pH do alkalicznego z wodorotlenkiem wapnia.
Filtruj, aby usunąć osad i umyć ciasto filtracyjne niewielką ilością wody. Połącz roztwór filtratu i prania oraz ekstrakt z eterem.
Suszyć ekstrakt eterowy i destyluj, aby usunąć eter. Pozostałość to 5-bromo-2-furaldehide.
Powoli dodaj brom do roztworu reakcyjnego i kontroluj temperaturę poniżej 50 stopni C. Obserwacja roztworu reakcyjnego zmieniającego się na żółto wskazuje, że reakcja się rozpoczęła.
Reakcje niepożądane
5-bromo-2-furanaldehydu jest związkiem organicznym o specyficznej strukturze chemicznej, która ma pewne zastosowania w syntezie chemicznej, badaniach farmaceutycznych i innych dziedzinach. Jednak, podobnie jak wiele chemikaliów, choć przynosi wygodę ludziom, może również mieć niekorzystny wpływ na zdrowie ludzkie i środowisko. Głębokie zrozumienie niepożądanych reakcji 5-bromo-2-furanaldehydu ma ogromne znaczenie dla racjonalnego stosowania tego związku, zabezpieczając zdrowie ludzkie i chroniąc środowisko ekologiczne.
Ostra toksyczność
Wyniki eksperymentu na zwierzętach
Eksperymenty na zwierzętach są ważnym sposobem badania ostrej toksyczności związków. Dzięki eksperymentom toksyczności doustnej, inhalacyjnej lub kontaktu skóry u zwierząt eksperymentalnych, takich jak myszy i szczury, można zaobserwować ostre toksyczne działanie 5-bromo-2-furanaldehydu na zwierzęta. Badania wykazały, że w określonym zakresie dawki doustna LD50 (LD50) związku wykazuje silną ostrą toksyczność myszom. Kiedy myszy spożywają pewną dawkę 5-bromo-2-furanaldehydu, wystąpią one serię toksycznych objawów w krótkim czasie, takich jak zmniejszona aktywność, duszność, konwulsje itp., Które mogą prowadzić do śmierci w ciężkich przypadkach. Wyniki eksperymentalne dla szczurów są również podobne, a dane ostrej toksyczności w różnych szlakach narażenia zapewniają ważne odniesienia do oceny ostrej szkody tego związku dla ludzi.
Objawy zatrucia
Po doustnym spożyciu 5-bromo-2-furanaldehydu zwierzęta mogą najpierw doświadczać objawów podrażnienia przewodu pokarmowego, takich jak nudności, wymioty, biegunka itp. Jest to spowodowane bezpośrednim drażniącego wpływem związku na błonę śluzową przewodu pokarmowego. Wraz ze wzrostem dawki objawy zatrucia stopniowo się pogarszają, wpływając na ośrodkowy układ nerwowy i powodując, że zwierzęta doświadczają objawów, takich jak podniecenie, niepokój i konwulsje, ostatecznie prowadzące do śmierci z powodu niewydolności oddechowej lub krążenia. Po wystawianiu przez wdychanie zwierzęta mogą szybko doświadczać objawów podrażnienia oddechowego, takich jak kaszel, świszczący oddech, trudności z oddychaniem itp. W ciężkich przypadkach może to powodować obrzęk płuc i zagrażać życiu. Kontakt skóry z wysokimi stężeniami 5-bromo-2-furanaldehydu może powodować objawy podrażnienia skóry, takie jak zaczerwienienie, obrzęk, ból i pęcherze.
Przewlekła toksyczność
Wpływ długoterminowej ekspozycji na zwierzęta
Długoterminowe eksperymenty ekspozycji zwykle wykorzystują niższe dawki 5-bromo-2-furanaldehydu do zarażenia zwierząt, trwających przez miesiące, a nawet lat, aby zaobserwować jego wpływ na przewlekłą toksyczność u zwierząt. Badania wykazały, że długoterminowe spożycie pewnej dawki tego związku może prowadzić do powolnego przyrostu masy i utrudniania wzrostu i rozwoju u zwierząt. Może to być spowodowane związkami wpływającymi na wchłanianie składników odżywczych i procesy metaboliczne zwierząt, zakłócające normalne funkcje fizjologiczne.
Wpływ długoterminowej ekspozycji na zwierzęta
Ponadto długoterminowa ekspozycja może również powodować uszkodzenie ważnych narządów, takich jak wątroba i nerki zwierząt. Wątroba jest głównym narządem detoksykacji ludzkiego ciała. Po wejściu do ciała 5-bromo-2-furanaldehydu, większość z nich przechodzi transformację metaboliczną w wątrobie. Długoterminowa akumulacja może powodować zwyrodnienie i martwicę komórek wątroby, co prowadzi do nieprawidłowej funkcji wątroby. Nerka jest ważnym narządem do wydalania odpadów i regulacji równowagi płynów. Uszkodzenie związków w nerce może objawiać się jako uszkodzenie nerkowych komórek nabłonkowych rurowych i zmniejszoną funkcję nerek.
Spekulacje na temat potencjalnych przewlekłych zagrożeń dla zdrowia ludzkiego
Na podstawie wyników eksperymentalnych zwierząt można wywnioskować, że długoterminowa ekspozycja na 5-bromo-2-furanaldehydu może stanowić podobne przewlekłe zagrożenia dla zdrowia ludzi. W środowisku zawodowym, jeśli pracownicy są narażeni na powietrze zawierające związek przez długi czas lub często kontaktują się z jego pyłem, rozwiązaniem itp., Mogą stopniowo doświadczać objawów dyskomfortowych fizycznych, takich jak zmęczenie, utrata apetytu, zawroty głowy itp. Z przedłużającym czasem ekspozycji, może wpływać na ludzki układ odpornościowy, układ nerwowy i układ endokrynujący, zwiększanie ryzyka pewnej dystansu chronicznego, choroby w postaci neurodeneracji, i neurodegeneracji i neuroderodu. choroby.
Popularne Tagi: 5-Bromo-2-FuralDehyd CAS 1899-24-7, dostawcy, producenci, fabryka, hurtowa, kupna, cena, masa, na sprzedaż