5-Bromo-2-furaldehydeהיא אבקה גבישית לבנה עד בהירה עם ריח מעצבן קל. פורמולה מולקולרית C5H3BRO2, CAS 1899-24-7. בשל נוכחותם של אטומי ברום וקבוצות אלדהיד בתרכובת זו, היציבות התרמית שלה עשויה להיות ירודה יחסית והיא מועדת לפרק או תגובות חמצון. קל להתדרדר או לייצר גזים מזיקים בתנאי חימום. זה יכול להיות מסיס במים כמו גם בממסים אורגניים כמו אתנול ואתר. זה יכול לשמש כמתווך תרופתי כדי לסנתז תרכובות פעילות ביולוגית, כמו תרופות אנטיבקטריאליות, תרופות אנטי-ויראליות ותרופות נגד גידולים. ניתן להשתמש בו לטיפול בפסולת אורגנית המכילה ברום ולהמירו לחומרים רעילות לא מזיקים או נמוכים באמצעות תגובות כמו הפחתה או חמצון, השגת ניצול המשאבים של פסולת. זה יכול לשמש כמונומר פולימר סינטטי להכנת חומרים פולימריים בעלי ביצועים גבוהים, כמו סיבי פולימר, סרטי פלסטיק וחומרים מתכלים.
|
|
|
|
פורמולה כימית |
C5H3BRO2 |
|
מסה מדויקת |
174 |
|
משקל מולקולרי |
175 |
|
m/z |
174 (100.0%), 176 (97.3%), 175 (5.4%), 177 (5.3%) |
|
ניתוח אלמנטרי |
ג, 34.32; H, 1.73; BR, 45.66; O, 18.29 |
5-Bromo-2-furaldehydeבעל ערך יישום פוטנציאלי באחסון אנרגיה אלקטרוכימית, בעיקר הכרוך בייצור מכשירי אחסון אנרגיה כמו סוללות ומוצרי -על.
1. אחסון אנרגיית סוללה:
זה יכול לשמש כחומר פעיל בסוללה ולהשתתף בתהליך הטעינה והפרקה. אטומי הברום שלה וקבוצות האלדהיד שלה יכולים להגיב עם האלקטרוליט ולהשיג אחסון ושחרור של אנרגיה חשמלית. באופן ספציפי, זה יכול לשמש כחומר אלקטרודה חיובי או שלילי בסוגי סוללות כמו סוללות ליתיום-יון, סוללות נתרן יון או סוללות יון ברום. בסוללות אלה, אחסון ושחרור של אנרגיה חשמלית מושגים באמצעות תגובות רדוקס הפיכות. בהשוואה לסוללות מסורתיות, לסוללות המשתמשות ב 5-bromo 2 furaldehide כחומר הפעיל יש יתרונות כמו צפיפות אנרגיה גבוהה יותר, טעינה מהירה יותר ומהירות פריקה ויציבות מחזור טובה יותר.
2. אחסון אנרגיה של SuperCapacitor:
זה יכול לשמש גם כחומר פעיל במוצרי -על לאחסון מהיר ושחרור של אנרגיה חשמלית. מקפיצי -על הם מכשירי אחסון אנרגיה עם צפיפות חשמל גבוהה ויכולות טעינה ופריקה מהירות, הנמצאות בשימוש נרחב ברכבים היברידיים, מוצרים אלקטרוניים ושדות אנרגיה מתחדשת. כחומר פעיל במוצרי -על, הוא יכול לאחסן ולשחרר אנרגיה חשמלית באמצעות אחסון מטען שכבה כפולה או תגובות פאראדיי. בהשוואה לקבלים האלקטרוליטיים המסורתיים, מעצבי-על המשתמשים ב- 5-bromo 2 furaldehide כחומר הפעיל יש יתרונות כמו צפיפות אנרגיה גבוהה יותר, חיי מחזור ארוכים יותר ויכולת הסתגלות סביבתית טובה יותר.
3. שיפור ביצועים של מכשירי אחסון אנרגיה:
ניתן לשלב אותו גם עם חומרים פעילים אחרים או חומרי אלקטרודה כדי לשפר את הביצועים של מכשירי אחסון אנרגיה. לדוגמה, על ידי שילוב של 5-Bromo 2 Furaldehide עם חומרי אלקטרודה כמו חומרי פחמן, פולימרים מוליכים או תחמוצות מתכת אחרות, ניתן להכין חומרי אלקטרודה בעלי ביצועים גבוהים. חומרי אלקטרודה מורכבים אלה יכולים לשפר את הביצועים של מכשירי אחסון אנרגיה מבחינת צפיפות האנרגיה, צפיפות הספק, חיי מחזור ובטיחות.
יש לציין כי יישום אחסון אנרגיה אלקטרוכימית עדיין נמצא בשלב המחקר, ויש צורך באימות ניסיוני נוסף ופריצות דרך טכנולוגיות ליישומים מעשיים. במקביל, יש צורך בהערכה מספקת גם לגורמים כמו בטיחות, ידידותיות סביבתית ועלות ייצור באחסון אנרגיה אלקטרוכימית. בעתיד, עם העמקת המחקר הקשור ופיתוח הטכנולוגיה, סיכויי היישום בתחום אחסון האנרגיה האלקטרוכימית יהיו רחבים עוד יותר.
5-Bromo-2-furfural (מספר CAS: 1899-24-7), הידוע גם בשם 5-ברומו-פראפורל, 5-ברומו-2-סוגר אלדהיד, 5-ברומו-פורן-2-קרבלדהיד, וכו ', הוא תרכובת אורגנית עם מבנה כימי ספציפי. הנוסחה המולקולרית שלה היא C5H3BRO2, עם משקל מולקולרי של 174.98. יש לו תכונות פיזיקליות וכימיות ייחודיות, כמו מחט חומה כמו מראה, נקודת התכה מסוימת, וצפיפות ספציפית ומדד שבירה. מאפיינים אלה גורמים ל- 5-bromo-2-frfural יש ערך יישום פוטנציאלי בשדות מרובים, במיוחד באחסון אנרגיה אלקטרוכימית.
רקע וחשיבות של אחסון אנרגיה אלקטרוכימית
אחסון אנרגיה אלקטרוכימית היא טכנולוגיה הממירה אנרגיה חשמלית לאנרגיה כימית ומאחסנת אותה, ואז ממירה את האנרגיה הכימית לאנרגיה חשמלית בעת הצורך. לטכנולוגיה זו היתרונות של יעילות גבוהה, הגנה על הסביבה ומיחזור, וכיום היא אחת מהנקודות החמות בתחום מחקר האנרגיה. עם הצמיחה המתמשכת של ביקוש אנרגיה עולמית והתפתחות מהירה של אנרגיה מתחדשת, טכנולוגיית אחסון אנרגיה אלקטרוכימית ממלאת תפקיד חשוב יותר ויותר בתחומים כמו ויסות רשת, גישה לאנרגיה מופצת ותחנות טעינה לרכב חשמלי.
עקרון היישום של 5-ברומו-2-מפגשים באחסון אנרגיה אלקטרוכימית
כתרכובת אורגנית, הקבוצות והתכונות הפונקציונליות הספציפיות במבנה המולקולרי שלה הופכות אותו ליקר פוטנציאלי לאחסון אנרגיה אלקטרוכימית. באופן ספציפי, ניתן לשנות או לשלב כימית או לשלב חומרים אחרים ליצירת חומרי אחסון אנרגיה עם תכונות אלקטרוכימיות ספציפיות. חומרים אלה יכולים לעבור תגובות להפחתת חמצון הפיכה במהלך תהליך הטעינה והפרקה, ובכך להשיג אחסון ושחרור של אנרגיה חשמלית.
הכנה ואופטימיזציה של ביצוע
אופטימיזציה לביצועים
(1) בקרת מורפולוגיה:
על ידי התאמת תנאי הכנה כמו טמפרטורת תגובה, זמן וריכוז מגיב, ניתן לשלוט על המורפולוגיה והמבנה של חומרים מבוססי 5-ברומו-2-פלואורופוראליים. מבנים מורפולוגיים ספציפיים יכולים להגדיל את שטח הפנים הספציפי של החומרים, לשפר את רטיבות האלקטרוליטים ואת יעילות הובלת היונים, ובכך לשפר את ביצועי האחסון באנרגיה.
(2) שינוי סמים:
סמים של אלמנטים או תרכובות אחרות לחומרים מבוססי 5-ברומו-פלואורופוראליים כדי לשנות את המבנה האלקטרוני ואת התכונות הכימיות שלהם. סמים יכולים להציג אתרים פעילים חדשים, לשפר את פעילות redox של חומרים ולשפר את ביצועי היציבות שלהם ואת רכיבה על אופניים.
(3) עיצוב מורכב:
חומרי אחסון אנרגיה מורכבים נוצרים על ידי שילוב של חומרים מבוססי 5-ברומו-2-פירפורליים עם חומרים פונקציונליים אחרים כמו תחמוצות מתכת, חומרי פחמן וכו '. חומרים מורכבים יכולים לשלב את היתרונות של חומרים שונים להשגת ביצועים משלימים ומותאמים.
הערכת ביצועים אלקטרוכימית של חומרי אחסון אנרגיה מבוססי 5-ברומו-2-מפגנים
כדי להעריך את הביצועים האלקטרוכימיים של חומרי אחסון אנרגיה מבוססי 5-Bromo-2-Furefural, נדרשת סדרה של בדיקות וניתוחים ניסויים. בדיקות אלה כוללות בדיקת וולטמטריה מחזורית, בדיקת פריקה מטען זרם קבוע, בדיקת עכבה AC וכו 'באמצעות בדיקות אלה ניתן להשיג מדדי מפתח כמו קיבולת ספציפית, יציבות אופניים וביצועי קצב של החומר.
1. מבחן וולטמטריה מחזורית
וולטמטריה מחזורית היא שיטת בדיקה אלקטרוכימית נפוצה המתעדת את עקומת השונות הנוכחית עם פוטנציאל על ידי סריקה מחזורית של האלקטרודה בטווח פוטנציאלי מסוים. שיטת בדיקה זו יכולה לחשוף את תהליך התגובה של Redox ואת ההיפוך של חומרים. עבור חומרי אחסון אנרגיה מבוססי 5-Bromo-2-Frfural, בדיקת וולטמטריה מחזורית יכולה להעריך את הפעילות וההיפוך של תגובות הרדוקס שלהם, כמו גם את היציבות המחזורית של החומר.
2. מבחן מטען ובדיקת פריקה קבוע
בדיקת מטען ובדיקת פריקה בזרם קבוע היא תהליך הטעינה והפרקת אלקטרודות בצפיפות זרם מסוימת, ורישום עקומת השונות הפוטנציאלית לאורך זמן. שיטת בדיקה זו יכולה להשיג אינדיקטורים מרכזיים כמו קיבולת ספציפית ויעילות קולומב של החומר. עבור חומרי אחסון אנרגיה מבוססי 5-Bromo-2-FRFURAL, בדיקת פריקת מטען זרם קבוע יכולה להעריך את ביצועי אחסון האנרגיה שלהם ואת יציבות האופניים שלהם.
3. מבחן עכבה AC
בדיקת עכבה AC היא שיטה למדידת עכבה אלקטרודה על ידי יישום אות AC משרעת קטן. שיטת בדיקה זו יכולה להשיג פרמטרים כמו התנגדות להעברת מטען ומקדם דיפוזיה של יונים של החומר. עבור חומרי אחסון אנרגיה מבוססי 5-Bromo-2-Frfural, בדיקת עכבה של AC יכולה להעריך את ביצועי הובלת היונים שלהם ואת יעילות העברת החיוב שלהם.
מקרה יישום מעשי של 5-ברומו-2-מפגשים באחסון אנרגיה אלקטרוכימית
נכון לעכשיו, מחקרים מסוימים יישמו 5-ברומו-2-פראפורלית או נגזרותיו על תחום אחסון האנרגיה האלקטרוכימית. לדוגמה, כמה מחקרים סינתזו חומרי פחמן עם מורפולוגיה ומבנה מיוחדים באמצעות נגזרות ביומסה Furfural (כולל אנלוגים של 5-ברומו-2-פלואור) כחומר הגלם העיקרי בשיטות כימיות ספציפיות. חומרי פחמן אלה מציגים ביצועים אלקטרוכימיים מעולים ויציבות אופניים כחומרים אלקטרודה לאחסון אנרגיה.
באופן ספציפי, מחקרים מסוימים השתמשו בתגובת בסיס שיף ובשיטת פחמימות הידרותרמית חד-שלבית כדי להכין חלקיקי פחמן עם מורפולוגיה מיוחדת באמצעות Furfural כמקור הפחמן. על ידי הפעלה כימית ווויסות מבנה הנקבוביות כימית, ושילוב עם תחמוצות מתכת פעילות אלקטרוכימית, נבנו חומרי אלקטרודה לאחסון אנרגיה מבוסס-יון מבוסס מים מבוססי מים. לחומרים אלה שטח פנים ספציפי גבוה ומבנה נקבוביות עשירות, אשר תורם להובלה ואחסון מהיר של אלקטרוליטים. תוצאות הניסוי מצביעות על כך שחומרים אלה מציגים קיבולת גבוהה, צפיפות אנרגיה/כוח גבוהה ויציבות רכיבה על אופניים מצוינת אצל אמצעי -על היברידיים של יון אבץ.
בנוסף, מחקרים השתמשו בפחמן נקבובי "בצורת Bayberry" המופעל כמוביל כדי להציג תחמוצת מנגן מתכתית במקום במהלך הסינתזה ההידרותרמית של חלקיקי פחמן, ועוצבו ומסונתזים של חלקיקי פחמן נקבוביים מצופים MNO2. חומר מורכב זה, כחומר אלקטרודה חיובי לסוללות מנגן אבץ, מציג יכולת ספציפית הפיכה גבוהה וצפיפות אנרגיה מעולה. לאחר מחזורי מטען ופריקה רציפים, הוא עדיין יכול לשמור על יכולת ספציפית גבוהה ויעילות קולומבית. תוצאות מחקר אלה מספקות הפניות והנחיות מועילות ליישום של 5-ברומו-2-פלואורופל בתחום אחסון אנרגיה אלקטרוכימית.
להלן שיטת סינתזת מעבדה ל5-Bromo-2-furaldehyde:
התגובה בין פורמלדהיד לברום: HCHO + BR2→ HCOHBR + H2מְשׁוּתָף2Br
תגובה מקודמת על ידי חומצה פורמית: hcohbr + h2מְשׁוּתָף2BR → HCOHBRCO2H + H2O
סידן הידרוקסיד מווסת את ערך ה- pH: HCOHBRCO2H + CA (OH)2→ CABRCH=o+co2 + H2 O
מיצוי אתר: ג5H3אחי2 + C8H10 → C5H3אחי2 · C8H10
זיקוק להסרת אתר: ג5H3אחי2 · C8H10 → C5H3אחי2 + C8H10
צעדים ניסיוניים:
חמש שנים של משקעים של מוצרים מכניים אלקטרוניים, מוצרים בוגרים ויציבים
לאחר השלמת תגובת הברומינציה, מוסיפה חומצה פורמית לבקבוק התגובה כדי להגדיל את התשואה של המוצר.
בפעולה של חומצה פורמית, תמיסת התגובה הופכת בהדרגה לחום, מה שמצביע על כך שהתגובה נמשכת. בשלב זה, יש לשמור על הטמפרטורה בסביבות 60 מעלות צלזיוס ועליבה צריכה להימשך לפרק זמן להשלמת התגובה.
קרר את תמיסת התגובה לטמפרטורת החדר, הוסף כמות מתאימה של מים, והתאם את ערך ה- pH לאלקלין עם סידן הידרוקסיד.
מסנן להסרת משקעים ושטוף את עוגת המסנן בכמות קטנה של מים. שלב את תמיסת הפילטרט והשטוף וחילץ עם אתר.
יבש את תמצית האתר והזקקה להסרת אתר. המשקעים הם 5-ברומו-2-פוראלדהיד.
הוסף לאט לאט את ברום לתמיסת התגובה ובשל את הטמפרטורה מתחת ל 50 מעלות C. התבוננות בתמיסת התגובה שהפכה לצהוב מצביעה על כך שהתגובה החלה.
תגובות שליליות
5-Bromo-2-furanaldehyde הוא תרכובת אורגנית עם מבנה כימי ספציפי, שיש לו יישומים מסוימים בסינתזה כימית, מחקר תרופות ושדות אחרים. עם זאת, כמו כימיקלים רבים, בעוד שזה מביא נוחות לבני אדם, יתכן שהוא משפיע לרעה על בריאות האדם והסביבה. הבנה מעמיקה של התגובות השליליות של 5-ברומו-2-פורנאלדהיד היא בעלת משמעות רבה לשימוש רציונלי בתרכובת זו, שמירה על בריאות האדם והגנה על הסביבה האקולוגית.
רעילות חריפה
תוצאות ניסוי בעלי חיים
ניסויים בבעלי חיים הם אמצעי חשוב לחקר הרעילות החריפה של תרכובות. באמצעות ניסויי רעילות בפה, שאיפה או עור מגע בעור על בעלי חיים ניסיוניים כמו עכברים וחולדות, ניתן לראות השפעות רעילות חריפות של 5-ברומו-2-פורנאלדהיד על בעלי חיים. מחקרים הראו כי בתוך טווח מינון מסוים, ה- LD50 (LD50) הפה של המתחם מציג רעילות חריפה חזקה לעכברים. כאשר עכברים נובעים ממנה מסוימת של 5-ברומו-2-פורנאלדהיד, הם יחוו סדרה של תסמינים רעילים בפרק זמן קצר, כמו פעילות מופחתת, קוצר נשימה, עוויתות וכו ', מה שעלול להוביל למוות במקרים חמורים. תוצאות הניסוי על חולדות דומות גם הן, ונתוני הרעילות החריפה תחת מסלולי חשיפה שונים מספקים הפניות חשובות להערכת הפגיעה החריפה של תרכובת זו לבני אדם.
תסמיני הרעלה
לאחר בליעה דרך הפה של 5-ברומו-2-פורנאלדהיד, בעלי חיים עלולים לחוות תחילה תסמיני גירוי במערכת העיכול כמו בחילה, הקאות, שלשול וכו '. ככל שהמינון יגדל, תסמיני ההרעלה יחמירו בהדרגה, ישפיעו על מערכת העצבים המרכזית ויגרמו לבעלי חיים לחוות תסמינים כמו התרגשות, אי שקט ועוויתות, ובסופו של דבר יובילו למוות כתוצאה מאי ספיקת נשימה או מחזור הדם. כאשר הם נחשפים על ידי שאיפה, בעלי חיים עלולים לחוות במהירות תסמיני גירוי נשימתי כמו שיעול, צפצופים, קושי נשימה וכו '. במקרים חמורים זה יכול לגרום לבצקת ריאות ולהיות מסכנת חיים. מגע בעור עם ריכוזים גבוהים של 5-ברומו-2-פורנאלדהיד עלול לגרום לתסמיני גירוי בעור כמו אדמומיות, נפיחות, כאב ושלפוחית.
רעילות כרונית
השפעות של חשיפה לטווח הארוך על בעלי חיים
ניסויי חשיפה לטווח הארוך משתמשים בדרך כלל במינונים נמוכים יותר של 5-ברומו-2-פורנאלדהיד כדי להדביק בעלי חיים, הנמשכים חודשים ואף שנים, כדי להתבונן בהשפעותיו על רעילות כרונית אצל בעלי חיים. מחקרים מצאו כי צריכה ארוכת טווח של מנה מסוימת של תרכובת זו יכולה להוביל לעלייה במשקל איטי ולצמיחה והתפתחות של בעלי חיים. זה יכול לנבוע מתרכובות המשפיעות על ספיגת התזונה והתהליכים המטבוליים של בעלי חיים, תוך שיבוש תפקודים פיזיולוגיים תקינים.
השפעות של חשיפה לטווח הארוך על בעלי חיים
בנוסף, חשיפה לטווח הארוך עלולה לגרום גם נזק לאיברים חשובים כמו הכבד וכליות של בעלי חיים. הכבד הוא איבר הגמילה העיקרי של גוף האדם. לאחר שנכנס לגוף 5-ברומו-2-פראנאלדהיד לגוף, רובו עובר טרנספורמציה מטבולית בכבד. הצטברות לטווח הארוך עלולה לגרום להתנוונות תאי כבד ונמק, מה שמוביל לתפקוד כבד לא תקין. הכליה היא איבר חשוב להפצת פסולת ולוויסות איזון נוזלים. הנזק של תרכובות לכליה יכול להתבטא כנזק לתאי אפיתל צינוריים כליות וירידה בתפקוד הכלייה.
ספקולציות לגבי סכנות כרוניות פוטנציאליות לבריאות האדם
בהתבסס על תוצאות ניסוי של בעלי חיים, ניתן להסיק כי חשיפה לטווח הארוך ל 5-ברומו-2-פוראנלדהיד עשויה להוות סכנות כרוניות דומות לבריאות האדם. בסביבה התעסוקתית, אם העובדים נחשפים לאוויר המכיל את התרכובת במשך זמן רב או לעיתים קרובות במגע עם האבק, הפתרון וכו ', הם עשויים לחוות בהדרגה תסמיני אי נוחות גופנית כמו עייפות, אובדן תיאבון, סחרחורת וכו', עם חשיפה ממושכת, זה עלול להשפיע על מחלות חיסון אנושיות, מחלות מחלות כרוניות.
תגיות פופולריות: 5-Bromo-2-furaldehyde CAS 1899-24-7, ספקים, יצרנים, מפעל, סיטונאות, קנייה, מחיר, בתפזורת, למכירה