二甲醚（有机化合物）

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更新时间：2023-05-22

二甲醚

有机化合物
二甲醚结构式
二甲醚（Methoxymethane）是一种有机化合物，又叫甲醚、氧化二甲烷、木醚、DME，化学式为C₂H₆O，本身为无色气体，可溶于水，具有类似乙醚的气味，摩尔质量为46.07g/mol，沸点-24.82°C，闪点为-3.89℃，熔点为-141.5℃，其密度为0.61g/cm³，蒸汽压为2.128mmHg。二甲醚易燃烧，燃烧时有轻微发光的火焰，本身不具有腐蚀性，并且不易被氧化，可以和三氧化硫生产硫酸二甲酯。并且合成方法多种多样，可以利用合成气法、生物质化法等方法合成，。二甲醚也可用于制得清洁能源、化工领域等。
基本信息
中文名
二甲醚
英文名
Methoxymethane、Dimethyl Ether
别名
甲醚、氧化二甲烷、木醚、DME
CAS编号
115-10-6
外观
无色气体
熔点
-141.5℃
密度
相对密度（水=1）：0.61
相对蒸汽密度（空气=1）：
1.6
水溶性
可溶于水、丙酮、氯仿、乙醇等
沸点
-24.82℃
分子式
C₂H₆O
闪点
-3.89℃
EINECS号
603-019-00-8

发现历史

1975年人们在高压生产甲醇时意外发现了二甲醚，二甲醚可以通过对粗甲醇重蒸来回收，后来人们研究出使用酸性催化剂使用甲醇制备二甲醚。

理化性质

物理性质

二甲醚又叫甲醚，结构式为CH₃OCH₃，是一种有机化合物，本身为无色气体，可溶于水，具有类似乙醚的气味，摩尔质量为46.07g/mol，沸点-24.82℃，闪点为-3.89℃，熔点为-141.5℃，其相对于水的密度为0.61，相对于空气的蒸汽密度为1.6，蒸汽压为2.128mmHg。

化学性质

氧化反应

二甲醚易燃烧，燃烧时有轻微发光的火焰，本身不具有腐蚀性。并且二甲醚在催化剂作用下，可以和氧气发生反应生成甲醛。

羰基化反应

二甲醚可以和一氧化碳发生羰基化反应，生成乙酸甲酯、醋酐，其中乙酸甲酯水解后生成乙酸。

藕联反应

二甲醚作为醚类物质，其容易与自身或者和其同系物发生藕联反应。

其他反应

二甲醚本身不容易发生氧化，但可以和三氧化硫生产硫酸二甲酯。二甲醚还可以在催化剂作用下和苯发生烷基化反应，但该反应主要生成的是甲苯、二甲苯和三甲苯的混合物，且其产物类型受催化剂影响。

制备方法

甲醇脱水法

二氧化碳可以和氢气反应生成甲醇，通过甲醇自身合成制备二甲醚。可以通过利用一种透水分子筛膜反应器来制备二甲醚，即通过催化剂使甲醇脱水制得二甲醚。

合成气法

通过控制CuZnAl催化剂体系中硅的占比，可以利用合成气即一氧化碳和氢气直接制备二甲醚。二甲醚还可以由在工业生产中的煤气合成，这些煤气主要成分为甲烷、一氧化碳和氢气，在工业上可以将这些煤气压缩燃烧转化为合成气，对这些气体进行杂质处理后可以在特定条件下反应合成甲醇，而甲醇脱水可进一步生成二甲醚。制备二甲醚除化学方法外，还可以通过利用玉米秸秆、其他农业秸秆稻秸、麦秸等材料，进行粉碎发酵，使之发酵产生废气，在将废气通过技术手段分离得到合成气，将合成气通过冷却压缩后通过合成气法制备二甲醚的方法。

应用

燃料领域

工业燃料

二甲醚作为一种来源广泛，简单易得的产物，可以通过二甲醚来获得清洁燃料氢气。同时二甲醚生产氢气的技术还可以应用在燃料电池领域，可以通过将该反应进行小型化，使的燃料电池中二甲醚制备氢气得到更优的产氢比，从而产生更大更大的电能，更加便于燃料电池在车载化中使用。
二甲醚也可以直接应用于燃料电池，通过将二甲醚与氧气发生电催化反应而供电，相较于使用甲醇反应来说，二甲醚具有更加优异的效果，二甲醚应用的燃料电池使用更加高效，并且电池寿命也会得到延长。
二甲醚还可以代替乙炔气运用在切割焊接领域，更加节能环保。

民用燃料

二甲醚同样也是一种新兴能源，其完全可以作为石油液化气的替代能源来使用，研究表明通过对液化气燃具进行改造，液化气燃具可以继续应用于二甲醚燃料的使用。在达到同样的燃烧效果时，在燃料的使用方面二甲醚是要低于液化气的，二甲醚的传热传热效果要更强。

发动机燃料

二甲醚同样可以作为一种辅助燃料为发动机燃烧提供更清洁的能源，新一代的二甲醚-柴油发动机便是利用这一特点，利用二甲醚和柴油的混合使用，可以使发动机内燃料达到更好的燃烧排放效果，同时对环境的污染也更小。

化工生产

可以利用合成气和二甲醚在催化剂作用下来生产乙醇，乙醇作为一种重要的化工原料，在很多方面均有应用，并且可以通过进一步开发出更加优良的催化剂，以实现二甲醚和合成气对于乙醇的一步制备。
在适宜的催化位点可以利用二甲醚直接氧化得到聚甲氧基二甲醚，碳纳米管作为一种选择性催化剂，其在二甲醚选择氧化上具有一定优势，其可以在活性组分Ti(SO₄)₂的修饰下，完成二甲醚高效制备聚甲氧基二甲醚二聚化物。

其他

气雾推进剂

现在气雾剂是以碳氢化合物为主，在这种气雾剂中可以掺杂一些二甲醚作为混合溶剂，使得碳氢化物更好的相容，同时也可以使的气雾剂达到更好的气雾效果。同时对于气雾剂来说，单独使用二甲醚作为气雾剂效果会更加良好，并且二甲醚还可以应用在日用化妆品等方面。

制冷剂

寻找新型的更加具有环保潜力的制冷剂一直是各国的诉求，而二甲醚作为一种极易获得的清洁能源，无疑是作为制冷剂的更好选择。通过研究表明，二甲醚与现有的制冷剂制冷效果相当，并且与制冷剂CFC12相比，在冰箱运行相同时间内，二甲醚制冷剂更加节能，且冰箱的各项运行参数也符合国家标准，这表明二甲醚作为制冷剂是可行的。

医药抛射剂

传统抛射剂是使用氟利昂做为材料使用，并且在很多领域均有应用，但氟利昂对大气中的臭氧层具有一定破坏作用，所以已经禁止使用，研究证实，二甲醚可以作为一种新的抛射剂材料应用于医药领域，并已经成功研制出了新一代的环保型表面麻醉药物———利多卡因气雾剂。

溶胀剂

亚临界二甲醚可以作为一种溶胀剂来使用，通过其高传质和高溶解的特性，同时利用偶氮二异丁腈作为引发剂，可以在聚丙烯上结合一些特定的活性位点，使得聚丙烯更具功能化。

安全事宜

消防相关

二甲醚属高度易燃物，暴露于空气（氧气）时容易形成爆炸性过氧化物，当含有过氧化物的醚被加热（蒸馏）时，也可以引爆燃物，爆炸极限为2％-50％。发生火灾应及时切断气源，若火势得不到控制，则应将周围环境可燃物清离，使火焰自行燃尽。其他情况用干粉、二氧化碳灭火。

环境相关

二甲醚虽然是一种清洁能源，但其在生产过程中却容易造成水体污染，可以采用以微氧/好氧/富氧生物活性炭为主的组合工艺，对污水进行处理，实验证明经这种工艺处理后的废水，出水水质可以达到国家一级排放标准的要求，在许多方面均能够应用。

健康相关

二甲醚属低毒类化学品。在常温常压下是一种极易燃烧的气体、无腐蚀性，但吸入会引起人体咳嗽、咽喉痛，严重可使人意识模糊、神志不清等。因为二甲醚熔沸点较低，皮肤接触容易引起冻伤，可使人眼睛疼痛、发红。

急救措施

眼部接触：在将患者运送到医疗机构之前或期间，应先使用大量的水冲洗眼睛。
皮肤接触：应佩戴保温手套，注意保暖。
吸入过多：将患者转移到空地，注意人员是否密集，注意通风，局部排气通风或呼吸防护。
误食：工作时不得进食，饮水或吸烟。

储存运输

存放应与氧化性材料分离，应存放在密闭容器中，保持环境阴凉、干燥且通风良好，避免阳光直射，远离热源和明火。
二甲醚小批量产品用钢瓶包装运输，钢瓶质量和充装应符合规定，大批量产品采用液化罐车运输。装有二甲醚的钢瓶和液化罐车为压力容器，在运输及装卸过程中严禁烟火、撞击、摔落和曝晒。包装和贮存容器内保持正压，防止空气进入。