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二茂鐵[(C5H5)2Fe]是一種橙黃色針狀或粉末狀結晶物，具有類似樟腦的氣味，熔點173～174℃，沸點249℃，不溶于水，而溶于甲醇、乙醇、乙醚、苯、汽油、煤油、柴油等有機溶劑，具有高度熱穩定性和耐輻射性，加熱到470℃也不分解。二茂鐵的毒性很小，大白鼠20天口服致死量為600mg/kg，狗日服100mg/kg時，在四周內未見中毒現象。在化學性質上，二茂鐵與芳香族化合物相似，不易發生加成反應，容易發生取代反應。
自二十世紀50年代人類首次成功合成二茂鐵以來，二茂鐵及其衍生物的合成與應用得到廣泛地研究。文獻報道二茂鐵的制備方法有多種，歸納起來可分為化學合成法和電化學合成法。電化學法電耗高，不適合電力緊張、電價高的地區，且電化學法難以得到高純度產品。在化學合成法中有醇鈉法、乙二胺法、相轉移催化合成法、二甲基亞礬法等，這些方法各有其優缺點，其中醇鈉法、二甲基亞礬法工藝簡單，對環境污染少，具有實際生產意義。醇鈉法又有甲醇鈉法和乙醇鈉法，成本較低，但要求無水操作。甲醇鈉法毒性較大，而乙醇鈉法安全無毒，操作環境好。二甲基亞颯法沒有無水要求，操作方便，生產安全，毒性小，但生產成本較醇鈉法高。
二茂鐵在柴油中助燃的機理為：二茂鐵是作為抗氧劑加入柴油中，它實際上就是一種游離基終止劑，能使柴油能氧化燃燒，當形成過氧化物時能使烴類氧化的建反應中斷，又能進一步向氧化方向進行，使燃燒更完全。
二茂鐵有多種用途，其主要用途是作燃料助燃劑。二茂鐵添加到固體燃料、液體燃料中，可以起到明顯的消煙、助燃和節省燃料的作用。尤其是添加到燃燒時會產生大量黑煙的烴類中，其效果尤為顯著。二茂鐵對芳烴燃燒時的消煙作用最好，其次為烯烴、環烷烴、烷烴。二茂鐵還可用于提高汽油辛烷值，可代替四乙基鉛制得無鉛汽油。由于二茂鐵的這種助燃、消煙作用，可以起到提高發動機功率、節能和減少大氣污染的效果，它是一種優良的環保、節能產品。
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