5-bromo-2-furaldehidje bijeli do svijetlo žuti kristalni prah s laganim iritantnim mirisom. Molekularna formula C5H3BRO2, CAS 1899-24-7. Zbog prisutnosti atoma broma i aldehidnih skupina u ovom spoju, njegova toplinska stabilnost može biti relativno loša i sklona je reakcijama raspadanja ili oksidacije. Lako se pogoršati ili proizvoditi štetne plinove u uvjetima grijanja. Može biti topiva u vodi, kao i organska otapala poput etanola i etera. Može se koristiti kao farmaceutski intermedijar za sintetiziranje biološki aktivnih spojeva, poput antibakterijskih lijekova, antivirusnih lijekova i anti-tumorskih lijekova. Može se koristiti za liječenje organskog otpada koji sadrži bromine i pretvaranje u bezopasne ili niske toksičnosti tvari reakcijama poput smanjenja ili oksidacije, postizanja korištenja resursa otpada. Može se koristiti kao sintetički polimerni monomer za pripremu polimernih materijala visokih performansi, poput polimernih vlakana, plastičnih filmova i biorazgradivih materijala.
|
|
|
|
Kemijska formula |
C5H3BRO2 |
|
Točna masa |
174 |
|
Molekularna masa |
175 |
|
m/z |
174 (100.0%), 176 (97.3%), 175 (5.4%), 177 (5.3%) |
|
Elementarna analiza |
C, 34.32; H, 1,73; Br, 45.66; O, 18.29 |
5-bromo-2-furaldehidima potencijalnu vrijednost primjene u elektrokemijskom skladištu energije, uglavnom uključuje proizvodnju uređaja za skladištenje energije kao što su baterije i superkondenzatori.
1. Skladištenje energije baterije:
Može se koristiti kao aktivna tvar u bateriji i sudjelovati u postupku punjenja i ispuštanja. Njegovi atomi broma i aldehidne skupine mogu reagirati s elektrolitom, postižući skladištenje i oslobađanje električne energije. Konkretno, može se koristiti kao pozitivni ili negativni materijal elektroda u vrstama baterija kao što su litij-ionske baterije, baterije natrijevih iona ili baterije broma iona. U tim baterijama skladištenje i oslobađanje električne energije postižu se reverzibilnim redoks reakcijama. U usporedbi s tradicionalnim baterijama, baterije koje koriste 5-Bromo 2 furaldehide kao aktivne tvari imaju prednosti kao što su veća gustoća energije, brži punjenje i brzina ispuštanja i bolja stabilnost ciklusa.
2. Skladištenje energije Supercapacitor:
Također se može koristiti kao aktivna tvar u superkondenzatorima za brzo skladištenje i oslobađanje električne energije. Superkapacitori su uređaji za skladištenje energije s velikom gustoćom energije i mogućnostima brzog punjenja i ispuštanja, široko se koriste u hibridnim vozilima, elektroničkim proizvodima i poljima obnovljivih izvora energije. Kao aktivna tvar u superkondenzatorima, može pohraniti i oslobađati električnu energiju kroz dvoslojne skladištenja naboja ili Faraday reakcije. U usporedbi s tradicionalnim elektrolitičkim kondenzatorima, superkondenzatori koji koriste 5-Bromo 2 furaldehide jer aktivni materijal imaju prednosti kao što su veća gustoća energije, duži vijek ciklusa i bolja prilagodljivost okoliša.
3. Poboljšanje performansi uređaja za skladištenje energije:
Također se može kombinirati s drugim aktivnim tvarima ili materijalima za elektrode kako bi se poboljšale performanse uređaja za skladištenje energije. Na primjer, kombiniranjem 5-bromo 2 furaldehide s materijalima elektroda kao što su ugljični materijali, vodljivi polimeri ili drugi metalni oksidi, mogu se pripremiti materijali s visokim performansama. Ovi kompozitni materijali elektroda mogu poboljšati performanse uređaja za skladištenje energije u smislu gustoće energije, gustoće snage, životnog vijeka ciklusa i sigurnosti.
Treba napomenuti da je primjena elektrokemijskog skladištenja energije još uvijek u fazi istraživanja, a za praktičnu primjenu potrebna je dodatna eksperimentalna provjera i tehnološki proboji. Istodobno, potrebna je i dovoljna procjena za čimbenike kao što su sigurnost, ekološka prijateljstva i troškovi proizvodnje u skladištu elektrokemijske energije. U budućnosti, produbljivanjem povezanih istraživanja i razvojem tehnologije, izgledi za primjenu u području skladištenja elektrokemijske energije bit će još širi.
5-bromo-2-furfural (CAS broj: 1899-24-7), također poznat kao 5-bromo-furfural, 5-bromo-2-šećerni aldehid, 5-bromo-furan-2-karbaldehid itd., Organski je spoj sa specifičnom kemijskom strukturom. Njegova molekularna formula je C5H3BRO2, s molekularnom težinom od 174,98. Ima jedinstvena fizička i kemijska svojstva, poput smeđeg igle poput izgleda, određene točke taljenja i specifične gustoće i indeksa loma. Ova svojstva čine 5-bromo-2-furfural imaju potencijalnu vrijednost primjene u više polja, posebno u elektrokemijskom skladištu energije.
Pozadina i važnost skladištenja elektrokemijske energije
Elektrokemijsko skladištenje energije je tehnologija koja pretvara električnu energiju u kemijsku energiju i pohranjuje je, a zatim po potrebi pretvara kemijsku energiju u električnu energiju. Ova tehnologija ima prednosti visoke učinkovitosti, zaštite okoliša i recikliranja, a trenutno je jedno od žarišta na području energetskog istraživanja. S kontinuiranim rastom globalne potražnje za energijom i brzim razvojem obnovljivih izvora energije, tehnologija elektrokemijskog skladištenja energije igra sve važniju ulogu u područjima kao što su regulacija mreže, raspodijeljeni pristup energiji i stanice za punjenje električnih vozila.
Načelo primjene 5-bromo-2-furfural u skladištu elektrokemijske energije
Kao organski spoj, specifične funkcionalne skupine i svojstva u njegovoj molekularnoj strukturi čine ga potencijalno vrijednim za skladištenje elektrokemijske energije. Konkretno, 5-bromo-2-furfural može se kemijski modificirati ili kombinirati s drugim materijalima kako bi se stvorio materijal za skladištenje energije sa specifičnim elektrokemijskim svojstvima. Ovi materijali mogu proći reverzibilne reakcije smanjenja oksidacije tijekom postupka punjenja i ispuštanja, postižući tako skladištenje i oslobađanje električne energije.
Priprema i optimizacija performansi materijala za skladištenje energije na bazi 5-bromo-2-furfuralne
Optimizacija performansi
(1) Morfološka kontrola:
Podešavanjem uvjeta pripreme kao što su reakcijska temperatura, vrijeme i koncentracija reaktanata mogu se kontrolirati morfologija i struktura materijala na bazi 5-bromo-2-fluorofuralnih. Specifične morfološke strukture mogu povećati specifičnu površinu materijala, poboljšati vlažnost elektrolita i učinkovitost transporta iona, povećavajući na taj način performanse skladištenja energije.
(2) Modifikacija dopinga:
Doping ostalih elemenata ili spojeva u materijale na bazi 5-bromo-2-fluorofuralne da bi promijenili svoju elektroničku strukturu i kemijska svojstva. Doping može uvesti nova aktivna mjesta, poboljšati redoks aktivnost materijala i poboljšati njihovu stabilnost i biciklističke performanse.
(3) Kompozitni dizajn:
Kompozitni materijali za skladištenje energije formiraju se kombiniranjem materijala na bazi 5-bromo-2-furfuralne s drugim funkcionalnim materijalima kao što su metalni oksidi, ugljični materijali itd. Kompozitni materijali mogu integrirati prednosti različitih materijala za postizanje komplementarnih i optimiziranih performansi.
Procjena elektrokemijskih performansi materijala za skladištenje energije na bazi 5-bromo-2-furfuralne
Za procjenu elektrokemijskih performansi materijala za skladištenje energije na bazi 5-bromo-2-furfuralne, potreban je niz eksperimentalnih testova i analiza. Ovi testovi uključuju cikličko ispitivanje voltammetrije, ispitivanje pražnjenja konstantne struje, ispitivanje izmjenične struje itd. Kroz ove testove mogu se dobiti ključni pokazatelji kao što su specifični kapacitet, stabilnost biciklizma i performanse brzine materijala.
1. Ciklički test voltammetrije
Ciklička voltammetrija je najčešće korištena metoda elektrokemijskog ispitivanja koja bilježi krivulju varijacije struje s potencijalom cikličnim skeniranjem elektrode unutar određenog potencijalnog raspona. Ova metoda ispitivanja može otkriti postupak redoks reakcije i reverzibilnost materijala. Za materijale za skladištenje energije na bazi 5-bromo-2, cikličko ispitivanje voltammetrije može procijeniti aktivnost i reverzibilnost njihovih redoks reakcija, kao i cikličku stabilnost materijala.
2. test konstantnog trenutnog naboja i pražnjenja
Ispitivanje konstantnog struje i ispuštanja je postupak punjenja i ispuštanja elektroda na određenoj gustoći struje i zabilježivanje krivulje potencijalnih varijacija tijekom vremena. Ova metoda ispitivanja može dobiti ključne pokazatelje kao što su specifični kapacitet i Coulomb učinkovitost materijala. Za materijale za pohranu energije na bazi 5-bromo-2, konstantno ispitivanje pražnjenja naboja može procijeniti njihovu performanse skladištenja energije i stabilnost biciklizma.
3. AC test impedancije
Ispitivanje impedancije je metoda mjerenja impedancije elektrode primjenom malog AMplitude AC signala. Ova metoda ispitivanja može dobiti parametre poput otpora prijenosa naboja i koeficijenta difuzije iona materijala. Za materijale za pohranu energije na bazi 5-bromo-2, ispitivanje impedance može procijeniti njihovu učinkovitost iona transporta i učinkovitost prijenosa naboja.
Praktična primjena Slučaj 5-bromo-2-furfural u elektrokemijskom skladištu energije
Trenutno su neke studije primijenile 5-bromo-2-furfuralnu ili njegove derivate na polje elektrokemijskog skladištenja energije. Na primjer, neke su studije sintetizirale ugljikove materijale s posebnom morfologijom i strukturom koristeći derivate biomase furfural (uključujući analoge 5-bromo-2-fluorola) kao glavnu sirovinu kroz specifične kemijske metode. Ovi ugljični materijali pokazuju izvrsnu elektrokemijsku performanse i stabilnost biciklizma kao materijale za skladištenje energije.
Konkretno, neke su studije koristile Schiffovu baznu reakciju i jednostepenu metodu hidrotermalne karbonizacije za pripremu čestica ugljika s posebnom morfologijom koristeći furfural kao izvor ugljika. Kemijskim aktiviranjem i reguliranjem strukture pora i kombiniranjem s elektrokemijski aktivnim metalnim oksidima, izgrađeni su različiti materijali za skladištenje elektroda na cink ionu. Ovi materijali imaju visoku specifičnu površinu i bogatu strukturu pora, što pogoduje brzom transportu i skladištenju elektrolita. Eksperimentalni rezultati pokazuju da ovi materijali pokazuju visoku kapacitetu, visoku gustoću energije/snage i izvrsnu stabilnost biciklizma u hibridnim supenacitorima cink iona.
Osim toga, istraživanje je koristilo aktiviranu "poroznu ugljik u obliku bayberry" kao nosač za uvođenje metalnog manganovog oksida in situ tijekom hidrotermalne sinteze čestica ugljika, te dizajniranih i sintetiziranih MNO2 obloženih "bayberry" u obliku "poroznih" čestica poroznih ugljika. Ovaj kompozitni materijal, kao pozitivni materijal za elektrode za cink mangan, pokazuje visoki reverzibilni specifični kapacitet i izvrsnu gustoću energije. Nakon kontinuiranih ciklusa naboja i pražnjenja, još uvijek može održavati visoku specifičnu sposobnost i kulombičnu učinkovitost. Ovi rezultati istraživanja pružaju korisne reference i smjernice za primjenu 5-Bromo-2-fluorofural u području skladištenja elektrokemijske energije.
Slijedi laboratorijska metoda sinteze za5-bromo-2-furaldehid:
Reakcija između formaldehida i broma: Hcho + BR2→ HCOHBR + H2Co2BR
Reakcija promovirana mravlje kiseline: HCOHBR + H2Co2BR → HCOHBRCO2H + H2O
Kalcijev hidroksid regulira pH vrijednost: HCOHBRCO2H + CA (OH)2→ cabrch=o+co2 + H2 O
Eterska ekstrakcija: c5H3Brat2 + C8H10 → C5H3Brat2 · C8H10
Destilacija za uklanjanje etera: c5H3Brat2 · C8H10 → C5H3Brat2 + C8H10
Eksperimentalni koraci:
Pet godina elektroničkih mehaničkih proizvoda oborine, proizvodi zreli i stabilni
Nakon završetka reakcije brominiranja, u reakcijsku bočicu dodaje se mravlje kiseline kako bi se povećao prinos proizvoda.
Pod djelovanjem mravlje kiseline, reakcijska otopina postupno postaje smeđa, što ukazuje da je reakcija u tijeku. U ovom trenutku, temperaturu treba održavati na oko 60 stupnjeva C i miješanje bi trebalo nastaviti neko vrijeme kako bi se dovršila reakcija.
Ohladite reakcijsku otopinu na sobnu temperaturu, dodajte odgovarajuću količinu vode i prilagodite pH vrijednost alkalnom s kalcijevim hidroksidom.
Filter za uklanjanje sedimenata i oprate filter tortu s malom količinom vode. Kombinirajte filtrat i otopinu za pranje i ekstrahirajte s eterom.
Osušite ekstrakt etera i destilirajte kako biste uklonili eter. Ostatak je 5-bromo-2-furaldehide.
Polako dodajte bromin u reakcijsku otopinu i kontrolirajte temperaturu ispod 50 stupnjeva C. Promatranje reakcijske otopine žuto ukazuje na to da je reakcija započela.
Štetne reakcije
5-bromo-2-furanaldehid je organski spoj sa specifičnom kemijskom strukturom, koji ima određenu primjenu u kemijskoj sintezi, farmaceutskim istraživanjima i drugim poljima. Međutim, kao i mnoge kemikalije, iako donosi praktičnost ljudima, može imati i štetne učinke na zdravlje ljudi i okoliš. Duboko razumijevanje štetnih reakcija 5-bromo-2-furanaldehida od velikog je značaja za racionalnu upotrebu ovog spoja, zaštitu ljudskog zdravlja i zaštitu ekološkog okruženja.
Akutna toksičnost
Rezultati eksperimenta na životinjama
Eksperimenti na životinjama važno su sredstvo proučavanja akutne toksičnosti spojeva. Kroz usmene, inhalacijske ili eksperimente toksičnosti u kontaktu s kožom na eksperimentalnim životinjama kao što su miševi i štakori, mogu se primijetiti akutni toksični učinci 5-bromo-2-furanaldehida na životinje. Istraživanje je pokazalo da u određenom rasponu doze oralni LD50 (LD50) spoja pokazuje snažnu akutnu toksičnost na miševe. Kad miševi gutaju određenu dozu 5-bromo-2-furanaldehida, oni će osjetiti niz toksičnih simptoma u kratkom vremenskom razdoblju, poput smanjene aktivnosti, nedostatka daha, konvulzija itd., Što može dovesti do smrti u teškim slučajevima. Eksperimentalni rezultati na štakorima su također slični, a podaci o akutnoj toksičnosti u različitim putovima izloženosti daju važne reference za procjenu akutne štete ovog spoja na ljude.
Simptomi trovanja
Nakon oralnog unosa 5-bromo-2-furanaldehida, životinje mogu prvo osjetiti simptome gastrointestinalne iritacije poput mučnine, povraćanja, proljeva itd. To je zbog izravnog nadražujućeg učinka spoja na gastrointestinalnu sluznicu. Kako se doziranje povećava, simptomi trovanja postupno će se pogoršati, utjecati na središnji živčani sustav i uzrokovati da životinje doživljavaju simptome poput uzbuđenja, nemira i konvulzija, što u konačnici dovodi do smrti zbog zatajenja respirata ili cirkulacije. Kad su izložene udisanjem, životinje mogu brzo osjetiti simptome iritacije respiratore poput kašlja, piskanja, teškog disanja itd. U teškim slučajevima, to može uzrokovati plućni edem i biti opasan po život. Kontakt kože s visokim koncentracijama 5-bromo-2-furanaldehida može uzrokovati simptome iritacije kože kao što su crvenilo, oteklina, bol i blisteri.
Kronična toksičnost
Učinci dugoročne izloženosti na životinje
Eksperimenti s dugoročnim izlaganjem obično koriste niže doze 5-bromo-2-furanaldehida za zarazu životinjama, koje traju mjesecima ili čak godina, kako bi promatrali njegove učinke na kroničnu toksičnost kod životinja. Istraživanje je otkrilo da dugoročni unos određene doze ovog spoja može dovesti do sporog debljanja i ometanja rasta i razvoja životinja. To može biti posljedica spojeva koji utječu na apsorpciju hranjivih sastojaka i metaboličke procese životinja, što narušava normalne fiziološke funkcije.
Učinci dugoročne izloženosti na životinje
Pored toga, dugotrajno izlaganje može također uzrokovati oštećenje važnih organa poput jetre i bubrega životinja. Jetra je glavni organ detoksikacije ljudskog tijela. Nakon što 5-bromo-2-furanaldehid uđe u tijelo, većina ga podvrgava metaboličkoj transformaciji u jetri. Dugotrajna akumulacija može uzrokovati degeneraciju i nekrozu jetrenih stanica, što dovodi do nenormalne funkcije jetre. Bubreg je važan organ za izlučivanje otpada i regulaciju ravnoteže tekućine. Oštećenje spojeva na bubreg može se očitovati kao oštećenje bubrežnih epitelnih stanica i smanjena bubrežna funkcija.
Špekulacije o potencijalnim kroničnim opasnostima za zdravlje ljudi
Na temelju eksperimentalnih rezultata na životinjama, može se zaključiti da dugotrajno izlaganje 5-bromo-2-furanaldehidu može predstavljati slične kronične opasnosti kao zdravlje ljudi. In the occupational environment, if workers are exposed to air containing the compound for a long time or frequently come into contact with its dust, solution, etc., they may gradually experience physical discomfort symptoms such as fatigue, loss of appetite, dizziness, etc. With prolonged exposure time, it may affect the human immune system, nervous system, and endocrine system, increasing the risk of certain chronic diseases such as liver disease, kidney disease, and neurodegenerative Bolesti.
Popularni tagovi: 5-Bromo-2-FURALDEHIDE CAS 1899-24-7, dobavljači, proizvođači, tvornica, veleprodaja, kupovina, cijena, skupno, na prodaju