5-bromo-2-furaldehydeهو مسحوق بلوري أبيض إلى أصفر فاتح مع رائحة مزعجة طفيفة. الصيغة الجزيئية C5H3Bro2 ، CAS 1899-24-7. بسبب وجود ذرات البروم ومجموعات الألدهيد في هذا المركب ، قد يكون استقراره الحراري ضعيفًا نسبيًا وهو عرضة للتحلل أو تفاعلات الأكسدة. من السهل تدهور أو إنتاج غازات ضارة في ظل ظروف التدفئة. يمكن أن تكون قابلة للذوبان في الماء وكذلك المذيبات العضوية مثل الإيثانول والأثير. يمكن استخدامه كوسيط صيدلاني لتوليف المركبات النشطة بيولوجيًا ، مثل الأدوية المضادة للبكتيريا ، والأدوية المضادة للفيروسات ، والأدوية المضادة للورم. يمكن استخدامه لعلاج النفايات العضوية التي تحتوي على البروم وتحويلها إلى مواد سمية غير ضارة أو منخفضة من خلال تفاعلات مثل الحد أو الأكسدة ، وتحقيق استخدام الموارد للنفايات. يمكن استخدامه كمونومر بوليمر اصطناعي لإعداد مواد البوليمر عالية الأداء ، مثل ألياف البوليمر والأفلام البلاستيكية والمواد القابلة للتحلل.
|
|
|
|
صيغة كيميائية |
C5H3Bro2 |
|
كتلة دقيقة |
174 |
|
الوزن الجزيئي |
175 |
|
m/z |
174 (100.0%), 176 (97.3%), 175 (5.4%), 177 (5.3%) |
|
تحليل عنصري |
ج ، 34.32 ؛ H ، 1.73 ؛ BR ، 45.66 ؛ س ، 18.29 |
5-bromo-2-furaldehydeله قيمة تطبيق محتملة في تخزين الطاقة الكهروكيميائية ، والتي تتضمن بشكل أساسي تصنيع أجهزة تخزين الطاقة مثل البطاريات والمكتبات الفائقة.
1. تخزين طاقة البطارية:
يمكن استخدامه كمواد نشطة في البطارية والمشاركة في عملية الشحن والتفريغ. يمكن أن تتفاعل ذراتها البروم ومجموعات الألدهيد مع المنحل بالكهرباء ، وتحقيق تخزين الطاقة الكهربائية وإطلاقها. على وجه التحديد ، يمكن استخدامه كمواد كهربائية موجبة أو سلبية في أنواع البطاريات مثل بطاريات الليثيوم أيون ، أو بطاريات أيون الصوديوم ، أو بطاريات أيون البروم. في هذه البطاريات ، يتم تحقيق تخزين الطاقة الكهربائية وإطلاقها من خلال تفاعلات الأكسدة والاختزال القابلة للانعكاس. بالمقارنة مع البطاريات التقليدية ، فإن البطاريات التي تستخدم 5-Bromo 2 Furaldehide لأن المادة النشطة لها مزايا مثل ارتفاع كثافة الطاقة ، وسرعة الشحن والتفريغ ، واستقرار دورة أفضل.
2. تخزين الطاقة الفائقة:
يمكن أيضًا استخدامه كمواد نشطة في المكثفات الفائقة للتخزين السريع وإطلاق الطاقة الكهربائية. المكثفات الفائقة هي أجهزة تخزين الطاقة ذات كثافة الطاقة العالية وقدرات الشحن والتفريغ السريعة ، وتستخدم على نطاق واسع في المركبات الهجينة والمنتجات الإلكترونية وحقول الطاقة المتجددة. كمواد نشطة في المكثفات الفائقة ، يمكنها تخزين وإطلاق الطاقة الكهربائية من خلال تخزين شحن الطبقة المزدوجة أو تفاعلات فاراداي. بالمقارنة مع المكثفات الكهربائية التقليدية ، فإن المكثفات الفائقة التي تستخدم 5-Bromo 2 Furaldehide لأن المادة النشطة لها مزايا مثل كثافة الطاقة العالية ، وحياة دورة أطول ، وقدرة أفضل على التكيف البيئي.
3. تحسين أداء أجهزة تخزين الطاقة:
يمكن أيضًا دمجها مع مواد نشطة أخرى أو مواد كهربائية لتعزيز أداء أجهزة تخزين الطاقة. على سبيل المثال ، من خلال الجمع بين 5-Bromo 2 Furaldehide مع مواد القطب مثل مواد الكربون ، والبوليمرات الموصلة ، أو غيرها من أكاسيد المعادن ، يمكن إعداد مواد قطب كهربائي عالية الأداء. يمكن لمواد القطب المركبة هذه تحسين أداء أجهزة تخزين الطاقة من حيث كثافة الطاقة وكثافة الطاقة وعمر الدورة والسلامة.
تجدر الإشارة إلى أن تطبيق تخزين الطاقة الكهروكيميائية لا يزال في مرحلة البحث ، وهناك حاجة إلى مزيد من التحقق التجريبي والاختراق التكنولوجي للتطبيقات العملية. في الوقت نفسه ، هناك حاجة أيضًا إلى تقييم كاف لعوامل مثل السلامة والود البيئي وتكلفة الإنتاج في تخزين الطاقة الكهروكيميائية. في المستقبل ، مع تعميق الأبحاث ذات الصلة وتطوير التكنولوجيا ، ستكون آفاق التطبيق في مجال تخزين الطاقة الكهروكيميائية أوسع.
5-Bromo-2-Furfural (رقم CAS: 1899-24-7) ، والمعروف أيضًا باسم 5-Bromo-furfural ، و 5-Bromo-2-Sugar Aldehyde ، و 5-Bromo-Furan-2-Carbaldehyde ، وما إلى ذلك ، مركب عضوي بهكل كيميائي محدد. صيغةها الجزيئية هي C5H3Bro2 ، مع وزن جزيئي قدره 174.98. له خصائص مادية وكيميائية فريدة ، مثل الإبرة البنية مثل المظهر ، ونقطة انصهار معينة ، وكثافة محددة ومؤشر الانكسار. هذه الخصائص تجعل 5-Bromo-2-Furfural لها قيمة تطبيق محتملة في مجالات متعددة ، وخاصة في تخزين الطاقة الكهروكيميائية.
خلفية وأهمية تخزين الطاقة الكهروكيميائية
تخزين الطاقة الكهروكيميائية هو تقنية تحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة كيميائية وتخزينها ، ثم يحول الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية عند الحاجة. تتمتع هذه التكنولوجيا بمزايا الكفاءة العالية ، وحماية البيئة ، وإعادة التدوير ، وهي حاليًا واحدة من النقاط الساخنة في مجال أبحاث الطاقة. مع النمو المستمر للطلب العالمي للطاقة والتطور السريع للطاقة المتجددة ، تلعب تكنولوجيا تخزين الطاقة الكهروكيميائية دورًا متزايد الأهمية في مجالات مثل تنظيم الشبكة ، والوصول إلى الطاقة الموزعة ، ومحطات شحن السيارات الكهربائية.
مبدأ التطبيق لـ 5-bromo-2-furfural في تخزين الطاقة الكهروكيميائية
كمركبة عضوية ، تجعل المجموعات والخصائص الوظيفية المحددة في بنيتها الجزيئية أنها ذات قيمة لتخزين الطاقة الكهروكيميائية. على وجه التحديد ، يمكن تعديل 5-Bromo-2-Furfural أو دمجها مع مواد أخرى لتشكيل مواد تخزين الطاقة مع خصائص كهروكيميائية محددة. يمكن أن تخضع هذه المواد إلى تفاعلات تقليل الأكسدة القابلة للانعكاس أثناء عملية الشحن والتفريغ ، وبالتالي تحقيق تخزين الطاقة الكهربائية وإطلاقها.
التحضير وتحسين الأداء لمواد تخزين الطاقة القائمة على 5-Bromo-2
تحسين الأداء
(1) التحكم في التشكل:
عن طريق ضبط ظروف التحضير مثل درجة حرارة التفاعل ، والوقت ، والتركيز المتفاعل ، يمكن التحكم في التشكل وهيكل المواد القائمة على الطلاق 5-bromo-2. يمكن للهياكل المورفولوجية المحددة أن تزيد من مساحة السطح المحددة للمواد ، وتحسين قابلية تبلل الإلكتروليت وكفاءة النقل الأيوني ، وبالتالي تعزيز أداء تخزين الطاقة.
(2) تعديل المنشطات:
تعاطي العناصر أو المركبات الأخرى إلى مواد قائمة على 5-Bromo-2-fluorofural لتغيير بنيةها الإلكترونية وخصائصها الكيميائية. يمكن أن يقدم المنشطات مواقع نشطة جديدة ، وتحسين نشاط الأكسدة للمواد ، وتعزيز استقرارها وأداء ركوب الدراجات.
(3) التصميم المركب:
تتشكل مواد تخزين الطاقة المركبة من خلال الجمع بين المواد القائمة على 5-Bromo-2 مع مواد وظيفية أخرى مثل أكاسيد المعادن ، ومواد الكربون ، إلخ.
تقييم الأداء الكهروكيميائي لمواد تخزين الطاقة القائمة على الطاقة 5-Bromo-2
لتقييم الأداء الكهروكيميائي لمواد تخزين الطاقة القائمة على الطاقة 5-BROMO-2 ، هناك حاجة إلى سلسلة من الاختبارات والتحليلات التجريبية. تتضمن هذه الاختبارات اختبار قياس الفولتميك الدوري ، واختبار تفريغ الشحن الحالي المستمر ، واختبار مقاومة AC ، وما إلى ذلك من خلال هذه الاختبارات ، يمكن الحصول على المؤشرات الرئيسية مثل السعة المحددة ، واستقرار ركوب الدراجات ، وأداء معدل المادة.
1. اختبار القياس الفولت
قياس الفولتاميكي الدوري هو طريقة اختبار كهروكيميائية شائعة الاستخدام تسجل منحنى التباين الحالي مع الإمكانات عن طريق مسح القطب الدوري ضمن نطاق محتمل معين. يمكن أن تكشف طريقة الاختبار هذه عن عملية تفاعل الأكسدة والأكسدة وانعكاس المواد. بالنسبة لمواد تخزين الطاقة القائمة على الطاقة 5-Bromo-2 ، يمكن للاختبار الفولتميتر الدوري تقييم نشاط وانعكاس تفاعلات الأكسدة والاختزال ، وكذلك الاستقرار الدوري للمادة.
2. اختبار الشحن الحالي وتفريغه
اختبار الشحن والتفريغ المستمر هو عملية شحن الأقطاب الكهربائية وتفريغها بكثافة تيار معينة ، وتسجيل منحنى التباين المحتمل مع مرور الوقت. يمكن أن تحصل طريقة الاختبار هذه على مؤشرات رئيسية مثل القدرة المحددة وكفاءة coulomb للمادة. بالنسبة لمواد تخزين الطاقة القائمة على الطاقة 5-Bromo-2 ، يمكن أن يقيس اختبار تفريغ الشحن الحالي المستمر أداء تخزين الطاقة واستقرار ركوب الدراجات.
3. اختبار مقاومة AC
يعد اختبار مقاومة AC وسيلة لقياس مقاومة الإلكترود عن طريق تطبيق إشارة AC صغيرة السعة. يمكن أن تحصل طريقة الاختبار هذه على معلمات مثل مقاومة نقل الشحن ومعامل انتشار الأيونات للمادة. بالنسبة لمواد تخزين الطاقة القائمة على الطاقة 5-Bromo-2 ، يمكن لاختبار مقاومة AC تقييم أداء النقل الأيوني وكفاءة نقل الرسوم.
حالة التطبيق العملي من 5-Bromo-2-furfural في تخزين الطاقة الكهروكيميائية
في الوقت الحاضر ، طبقت بعض الدراسات 5-Bromo-2-furfural أو مشتقاتها على مجال تخزين الطاقة الكهروكيميائية. على سبيل المثال ، قامت بعض الدراسات بتجميع مواد الكربون مع التشكل والبنية الخاصة باستخدام مشتقات الكتلة الحيوية Furfural (بما في ذلك نظائرها من 5-Bromo-2-fluorol) باعتبارها المادة الخام الرئيسية من خلال طرق كيميائية محددة. هذه المواد الكربونية تظهر أداء كهروكيميائي ممتاز واستقرار ركوب الدراجات كمواد قطب تخزين الطاقة.
على وجه التحديد ، استخدمت بعض الدراسات تفاعل قاعدة Schiff وطريقة كربنة حرارية مائية من خطوة واحدة لإعداد جزيئات الكربون مع التشكل الخاص باستخدام فورفورال كمصدر للكربون. من خلال تنشيط وتنظيم بنية المسام كيميائيًا ، والدمج مع أكاسيد المعادن النشطة كهروكيميائيا ، تم إنشاء مواد قطبية مختلفة لتخزين الكربون التي تعتمد على كربون الزنك. هذه المواد لها مساحة سطح محددة عالية وهيكل مسام غني ، وهو ما يفضي إلى النقل السريع وتخزين الشوارد. تشير النتائج التجريبية إلى أن هذه المواد تظهر سعة عالية ، وكثافة عالية الطاقة/الطاقة ، واستقرار ركوب الدراجات الممتاز في المكثفات الفائقة الهجينة أيون الزنك.
بالإضافة إلى ذلك ، استخدمت الأبحاث الكربون المسامي "على شكل بايبيري" كحاملة لإدخال أكسيد المنغنيز المعدني في الموقع أثناء التوليف الحراري المائي لجزيئات الكربون ، وتصميم وتوليف جزيئات الكربون المغلفة "المغلفة". هذه المادة المركبة ، كمواد كهربائية إيجابية لبطاريات المنغنيز الزنك ، تظهر قدرة محددة عكسية عالية وكثافة طاقة ممتازة. بعد دورات الشحن والتفريغ المستمرة ، لا يزال بإمكانه الحفاظ على سعة محددة عالية وكفاءة coulombic. توفر نتائج الأبحاث هذه مراجع وتوجيهات مفيدة لتطبيق 5-Bromo-2-fluorofural في مجال تخزين الطاقة الكهروكيميائية.
فيما يلي طريقة تخليق مختبر ل5-bromo-2-furaldehyde:
التفاعل بين الفورمالديهايد والبروم: HCHO + BR2→ hcohbr + h2شارك2BR
رد الفعل الذي يتم ترقيته بواسطة حمض الفورميك: HCOHBR + H2شارك2BR → HCOHBRCO2H + H2O
ينظم هيدروكسيد الكالسيوم قيمة الرقم الهيدروجيني: hcohbrco2H + CA (OH)2→ Cabrch=o+co2 + H2 O
استخراج الأثير: ج5H3أخ2 + C8H10 → C5H3أخ2 · C8H10
التقطير لإزالة الأثير: ج5H3أخ2 · C8H10 → C5H3أخ2 + C8H10
الخطوات التجريبية:
خمس سنوات من هطول الأمطار للمنتجات الميكانيكية الإلكترونية والمنتجات الناضجة والمستقرة
بعد اكتمال تفاعل البروم ، يضاف حمض الفورميك إلى زجاجة التفاعل لزيادة محصول المنتج.
تحت عمل حمض الفورميك ، يتحول محلول التفاعل تدريجياً إلى اللون البني ، مما يشير إلى أن التفاعل مستمر. في هذا الوقت ، يجب الحفاظ على درجة الحرارة عند حوالي 60 درجة مئوية ويجب أن يستمر التحريك لفترة من الوقت لإكمال التفاعل.
تبريد محلول التفاعل لدرجة حرارة الغرفة ، وأضف كمية مناسبة من الماء ، وضبط قيمة الرقم الهيدروجيني على القلوية مع هيدروكسيد الكالسيوم.
مرشح لإزالة الرواسب وغسل كعكة المرشح بكمية صغيرة من الماء. الجمع بين محلول الترشيح وغسل واستخراج مع الأثير.
تجفيف مستخلص الأثير وتقطير لإزالة الأثير. البقايا هي 5-bromo-2-furaldehide.
أضف البروم ببطء إلى محلول التفاعل والتحكم في درجة الحرارة أقل من 50 درجة C. مراقبة محلول التفاعل الذي تحول إلى اللون الأصفر يشير إلى أن التفاعل قد بدأ.
ردود الفعل السلبية
5-Bromo-2-Furanaldehyde هو مركب عضوي له بنية كيميائية محددة ، والتي لديها تطبيقات معينة في التوليف الكيميائي ، والأبحاث الصيدلانية ، وغيرها من المجالات. ومع ذلك ، مثل العديد من المواد الكيميائية ، في حين أنها تجلب الراحة للبشر ، فقد يكون لها أيضا آثار ضارة على صحة الإنسان والبيئة. إن الفهم العميق للتفاعلات السلبية لـ 5-Bromo-2-furanaldehyde له أهمية كبيرة للاستخدام العقلاني لهذا المركب ، وحماية صحة الإنسان ، وحماية البيئة البيئية.
السمية الحادة
نتائج تجربة الحيوانات
تجارب الحيوانات هي وسيلة مهمة لدراسة السمية الحادة للمركبات. من خلال تجارب سمية التلامس عن طريق الفم أو الاستنشاق أو على الجلد على الحيوانات التجريبية مثل الفئران والجرذان ، يمكن ملاحظة الآثار السامة الحادة لـ 5-Bromo-2-furanaldehyde على الحيوانات. أظهرت الأبحاث أنه في نطاق جرعة معين ، يعرض LD50 عن طريق الفم (LD50) للمركب سمية حادة قوية للفئران. عندما تتناول الفئران جرعة معينة من 5-Bromo-2-furanaldehyde ، فإنها ستشهد سلسلة من الأعراض السامة في فترة زمنية قصيرة ، مثل انخفاض النشاط ، وضيق التنفس ، والتشنجات ، وما إلى ذلك ، والتي يمكن أن تؤدي إلى الوفاة في الحالات الشديدة. تتشابه النتائج التجريبية على الفئران أيضًا ، وتوفر بيانات السمية الحادة في ظل مسارات التعرض المختلفة مراجع مهمة لتقييم الضرر الحاد لهذا المركب للبشر.
أعراض التسمم
بعد الابتلاع عن طريق الفم من 5-Bromo-2-furanaldehyde ، قد تواجه الحيوانات أولاً أعراض تهيج الجهاز الهضمي مثل الغثيان والقيء والإسهال ، وما إلى ذلك. ويرجع ذلك إلى التأثير المباشر المباشر للمركب على المخاطية المعدية المعوية. مع زيادة الجرعة ، ستزداد أعراض التسمم تدريجياً ، مما يؤثر على الجهاز العصبي المركزي وتسبب في تجربة الحيوانات أعراض مثل الإثارة ، والأرق ، والتشنجات ، مما يؤدي في النهاية إلى الوفاة بسبب فشل الجهاز التنفسي أو الدوري. عند الكشف عن طريق الاستنشاق ، قد تعاني الحيوانات بسرعة من أعراض تهيج الجهاز التنفسي مثل السعال ، والصفير ، وصعوبة التنفس ، وما إلى ذلك في الحالات الشديدة ، يمكن أن تسبب الوذمة الرئوية وتكون مهددة للحياة. قد يتسبب ملامسة الجلد مع تركيزات عالية من 5-bromo-2-furanaldehyde في أعراض تهيج الجلد مثل الاحمرار والتورم والألم والفلفل.
السمية المزمنة
آثار التعرض على المدى الطويل على الحيوانات
عادةً ما تستخدم تجارب التعرض على المدى الطويل جرعات أقل من 5-Bromo-2-furanaldehyde لإصابة الحيوانات ، التي تستمر لعدة أشهر أو حتى سنوات ، لمراقبة آثارها على السمية المزمنة في الحيوانات. لقد وجدت الأبحاث أن تناول جرعة معينة على المدى الطويل من هذا المركب يمكن أن يؤدي إلى زيادة الوزن البطيئة وتعوق النمو والتطور في الحيوانات. قد يكون هذا بسبب المركبات التي تؤثر على امتصاص المغذيات وعمليات التمثيل الغذائي للحيوانات ، مما يعطل الوظائف الفسيولوجية الطبيعية.
آثار التعرض على المدى الطويل على الحيوانات
بالإضافة إلى ذلك ، قد يسبب التعرض طويل الأجل أيضًا تلفًا للأعضاء المهمة مثل الكبد والكلى من الحيوانات. الكبد هو العضو الرئيسي لإزالة السموم من جسم الإنسان. بعد 5-Bromo-2-furanaldehyde يدخل الجسم ، يخضع معظمه إلى تحول استقلابي في الكبد. يمكن أن يسبب التراكم على المدى الطويل انحطاط خلايا الكبد ونخره ، مما يؤدي إلى وظيفة الكبد غير الطبيعية. الكلية هي عضو مهم لإفراز النفايات وتنظيم توازن السوائل. يمكن أن تظهر أضرار المركبات إلى الكلى مع الأضرار التي لحقت بالخلايا الظهارية الكلوية وانخفاض وظائف الكلى.
تكهنات على المخاطر المزمنة المحتملة لصحة الإنسان
استنادًا إلى النتائج التجريبية للحيوانات ، يمكن استنتاج أن التعرض طويل الأجل لـ 5-Bromo-2-furanaldehyde قد يشكل مخاطر مزمنة مماثلة على صحة الإنسان. في البيئة المهنية ، إذا تعرض العمال للهواء الذي يحتوي على المركب لفترة طويلة أو في كثير من الأحيان على اتصال مع غباره ، ومحلوله ، وما إلى ذلك ، فإنهم قد يعانون تدريجيا من أعراض الانزعاج البدني مثل التعب ، وفقدان الشهية ، والدوار ، وما إلى ذلك ، مع مرض التعرض المطول ، والمرض الشرير ، والمرض العصبي ، والمرض العصبي ، والمرض الصماء ، والمرض الصماء ، والكبار. الأمراض.
الوسم : 5-Bromo-2-Furaldehyde CAS 1899-24-7 ، الموردون ، المصنعون ، المصنع ، الجملة ، شراء ، السعر ، الجزء الأكبر ، للبيع