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二甲醚
有機(jī)化合物
二甲醚結(jié)構(gòu)式
二甲醚（Methoxymethane）是一種有機(jī)化合物，又叫甲醚、氧化二甲烷、木醚、DME，化學(xué)式為C?H?O，本身為無(wú)色氣體，可溶于水，具有類(lèi)似乙醚的氣味，摩爾質(zhì)量為46.07g/mol，沸點(diǎn)-24.82°C，閃點(diǎn)為-3.89℃，熔點(diǎn)為-141.5℃，其密度為0.61g/cm3，蒸汽壓為2.128mmHg。二甲醚易燃燒，燃燒時(shí)有輕微發(fā)光的火焰，本身不具有腐蝕性，并且不易被氧化，可以和三氧化硫生產(chǎn)硫酸二甲酯。并且合成方法多種多樣，可以利用合成氣法、生物質(zhì)化法等方法合成，。二甲醚也可用于制得清潔能源、化工領(lǐng)域等。
基本信息
中文名
二甲醚
英文名
Methoxymethane、Dimethyl Ether
別名
甲醚、氧化二甲烷、木醚、DME
CAS編號(hào)
115-10-6
外觀
無(wú)色氣體
熔點(diǎn)
-141.5℃
密度
相對(duì)密度（水=1）：0.61
相對(duì)蒸汽密度（空氣=1）：
1.6
水溶性
可溶于水、丙酮、氯仿、乙醇等
沸點(diǎn)
-24.82℃
分子式
C?H?O
閃點(diǎn)
-3.89℃
EINECS號(hào)
603-019-00-8
發(fā)現(xiàn)歷史
1975年人們?cè)诟邏荷a(chǎn)甲醇時(shí)意外發(fā)現(xiàn)了二甲醚，二甲醚可以通過(guò)對(duì)粗甲醇重蒸來(lái)回收，后來(lái)人們研究出使用酸性催化劑使用甲醇制備二甲醚。
理化性質(zhì)
物理性質(zhì)
二甲醚又叫甲醚，結(jié)構(gòu)式為CH?OCH?，是一種有機(jī)化合物，本身為無(wú)色氣體，可溶于水，具有類(lèi)似乙醚的氣味，摩爾質(zhì)量為46.07g/mol，沸點(diǎn)-24.82℃，閃點(diǎn)為-3.89℃，熔點(diǎn)為-141.5℃，其相對(duì)于水的密度為0.61，相對(duì)于空氣的蒸汽密度為1.6，蒸汽壓為2.128mmHg。
化學(xué)性質(zhì)
氧化反應(yīng)
羰基化反應(yīng)
藕聯(lián)反應(yīng)
二甲醚作為醚類(lèi)物質(zhì)，其容易與自身或者和其同系物發(fā)生藕聯(lián)反應(yīng)。
其他反應(yīng)
二甲醚本身不容易發(fā)生氧化，但可以和三氧化硫生產(chǎn)硫酸二甲酯。二甲醚還可以在催化劑作用下和苯發(fā)生烷基化反應(yīng)，但該反應(yīng)主要生成的是甲苯、二甲苯和三甲苯的混合物，且其產(chǎn)物類(lèi)型受催化劑影響。
制備方法
甲醇脫水法
二氧化碳可以和氫氣反應(yīng)生成甲醇，通過(guò)甲醇自身合成制備二甲醚。可以通過(guò)利用一種透水分子篩膜反應(yīng)器來(lái)制備二甲醚，即通過(guò)催化劑使甲醇脫水制得二甲醚。
合成氣法
通過(guò)控制CuZnAl催化劑體系中硅的占比，可以利用合成氣即一氧化碳和氫氣直接制備二甲醚。二甲醚還可以由在工業(yè)生產(chǎn)中的煤氣合成，這些煤氣主要成分為甲烷、一氧化碳和氫氣，在工業(yè)上可以將這些煤氣壓縮燃燒轉(zhuǎn)化為合成氣，對(duì)這些氣體進(jìn)行雜質(zhì)處理后可以在特定條件下反應(yīng)合成甲醇，而甲醇脫水可進(jìn)一步生成二甲醚。制備二甲醚除化學(xué)方法外，還可以通過(guò)利用玉米秸稈、其他農(nóng)業(yè)秸稈稻秸、麥秸等材料，進(jìn)行粉碎發(fā)酵，使之發(fā)酵產(chǎn)生廢氣，在將廢氣通過(guò)技術(shù)手段分離得到合成氣，將合成氣通過(guò)冷卻壓縮后通過(guò)合成氣法制備二甲醚的方法。
應(yīng)用
燃料領(lǐng)域
工業(yè)燃料
二甲醚作為一種來(lái)源廣泛，簡(jiǎn)單易得的產(chǎn)物，可以通過(guò)二甲醚來(lái)獲得清潔燃料氫氣。同時(shí)二甲醚生產(chǎn)氫氣的技術(shù)還可以應(yīng)用在燃料電池領(lǐng)域，可以通過(guò)將該反應(yīng)進(jìn)行小型化，使的燃料電池中二甲醚制備氫氣得到更優(yōu)的產(chǎn)氫比，從而產(chǎn)生更大更大的電能，更加便于燃料電池在車(chē)載化中使用。
二甲醚也可以直接應(yīng)用于燃料電池，通過(guò)將二甲醚與氧氣發(fā)生電催化反應(yīng)而供電，相較于使用甲醇反應(yīng)來(lái)說(shuō)，二甲醚具有更加優(yōu)異的效果，二甲醚應(yīng)用的燃料電池使用更加高效，并且電池壽命也會(huì)得到延長(zhǎng)。
二甲醚還可以代替乙炔氣運(yùn)用在切割焊接領(lǐng)域，更加節(jié)能環(huán)保。
民用燃料
二甲醚同樣也是一種新興能源，其完全可以作為石油液化氣的替代能源來(lái)使用，研究表明通過(guò)對(duì)液化氣燃具進(jìn)行改造，液化氣燃具可以繼續(xù)應(yīng)用于二甲醚燃料的使用。在達(dá)到同樣的燃燒效果時(shí)，在燃料的使用方面二甲醚是要低于液化氣的，二甲醚的傳熱傳熱效果要更強(qiáng)。
發(fā)動(dòng)機(jī)燃料
二甲醚同樣可以作為一種輔助燃料為發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒提供更清潔的能源，新一代的二甲醚-柴油發(fā)動(dòng)機(jī)便是利用這一特點(diǎn)，利用二甲醚和柴油的混合使用，可以使發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)燃料達(dá)到更好的燃燒排放效果，同時(shí)對(duì)環(huán)境的污染也更小。
化工生產(chǎn)
可以利用合成氣和二甲醚在催化劑作用下來(lái)生產(chǎn)乙醇，乙醇作為一種重要的化工原料，在很多方面均有應(yīng)用，并且可以通過(guò)進(jìn)一步開(kāi)發(fā)出更加優(yōu)良的催化劑，以實(shí)現(xiàn)二甲醚和合成氣對(duì)于乙醇的一步制備。
在適宜的催化位點(diǎn)可以利用二甲醚直接氧化得到聚甲氧基二甲醚，碳納米管作為一種選擇性催化劑，其在二甲醚選擇氧化上具有一定優(yōu)勢(shì)，其可以在活性組分Ti(SO?)?的修飾下，完成二甲醚高效制備聚甲氧基二甲醚二聚化物。
其他
氣霧推進(jìn)劑
現(xiàn)在氣霧劑是以碳?xì)浠衔餅橹?，在這種氣霧劑中可以摻雜一些二甲醚作為混合溶劑，使得碳?xì)浠锔玫南嗳?，同時(shí)也可以使的氣霧劑達(dá)到更好的氣霧效果。同時(shí)對(duì)于氣霧劑來(lái)說(shuō)，單獨(dú)使用二甲醚作為氣霧劑效果會(huì)更加良好，并且二甲醚還可以應(yīng)用在日用化妝品等方面。
制冷劑
尋找新型的更加具有環(huán)保潛力的制冷劑一直是各國(guó)的訴求，而二甲醚作為一種極易獲得的清潔能源，無(wú)疑是作為制冷劑的更好選擇。通過(guò)研究表明，二甲醚與現(xiàn)有的制冷劑制冷效果相當(dāng)，并且與制冷劑CFC12相比，在冰箱運(yùn)行相同時(shí)間內(nèi)，二甲醚制冷劑更加節(jié)能，且冰箱的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)也符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，這表明二甲醚作為制冷劑是可行的。
醫(yī)藥拋射劑
傳統(tǒng)拋射劑是使用氟利昂做為材料使用，并且在很多領(lǐng)域均有應(yīng)用，但氟利昂對(duì)大氣中的臭氧層具有一定破壞作用，所以已經(jīng)禁止使用，研究證實(shí)，二甲醚可以作為一種新的拋射劑材料應(yīng)用于醫(yī)藥領(lǐng)域，并已經(jīng)成功研制出了新一代的環(huán)保型表面麻醉藥物———利多卡因氣霧劑。
溶脹劑
亞臨界二甲醚可以作為一種溶脹劑來(lái)使用，通過(guò)其高傳質(zhì)和高溶解的特性，同時(shí)利用偶氮二異丁腈作為引發(fā)劑，可以在聚丙烯上結(jié)合一些特定的活性位點(diǎn)，使得聚丙烯更具功能化。
安全事宜
消防相關(guān)
二甲醚屬高度易燃物，暴露于空氣（氧氣）時(shí)容易形成爆炸性過(guò)氧化物，當(dāng)含有過(guò)氧化物的醚被加熱（蒸餾）時(shí)，也可以引爆燃物，爆炸極限為2％-50％。發(fā)生火災(zāi)應(yīng)及時(shí)切斷氣源，若火勢(shì)得不到控制，則應(yīng)將周?chē)h(huán)境可燃物清離，使火焰自行燃盡。其他情況用干粉、二氧化碳滅火。
環(huán)境相關(guān)
二甲醚雖然是一種清潔能源，但其在生產(chǎn)過(guò)程中卻容易造成水體污染，可以采用以微氧/好氧/富氧生物活性炭為主的組合工藝，對(duì)污水進(jìn)行處理，實(shí)驗(yàn)證明經(jīng)這種工藝處理后的廢水，出水水質(zhì)可以達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，在許多方面均能夠應(yīng)用。
健康相關(guān)
二甲醚屬低毒類(lèi)化學(xué)品。在常溫常壓下是一種極易燃燒的氣體、無(wú)腐蝕性，但吸入會(huì)引起人體咳嗽、咽喉痛，嚴(yán)重可使人意識(shí)模糊、神志不清等。因?yàn)槎酌讶鄯悬c(diǎn)較低，皮膚接觸容易引起凍傷，可使人眼睛疼痛、發(fā)紅。
急救措施
眼部接觸：在將患者運(yùn)送到醫(yī)療機(jī)構(gòu)之前或期間，應(yīng)先使用大量的水沖洗眼睛。
皮膚接觸：應(yīng)佩戴保溫手套，注意保暖。
吸入過(guò)多：將患者轉(zhuǎn)移到空地，注意人員是否密集，注意通風(fēng)，局部排氣通風(fēng)或呼吸防護(hù)。
誤食：工作時(shí)不得進(jìn)食，飲水或吸煙。
儲(chǔ)存運(yùn)輸
存放應(yīng)與氧化性材料分離，應(yīng)存放在密閉容器中，保持環(huán)境陰涼、干燥且通風(fēng)良好，避免陽(yáng)光直射，遠(yuǎn)離熱源和明火。
二甲醚小批量產(chǎn)品用鋼瓶包裝運(yùn)輸，鋼瓶質(zhì)量和充裝應(yīng)符合規(guī)定，大批量產(chǎn)品采用液化罐車(chē)運(yùn)輸。裝有二甲醚的鋼瓶和液化罐車(chē)為壓力容器，在運(yùn)輸及裝卸過(guò)程中嚴(yán)禁煙火、撞擊、摔落和曝曬。包裝和貯存容器內(nèi)保持正壓，防止空氣進(jìn)入。
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