YCl3对高岭石热分解动力学的影响

稀土钇以氯化物的形式加入到高岭石中,用综合热分析仪研究YCl_3对高岭石热分解过程的影响。采用Coats-Redfern积分法和Achar微分法以及选用32种机理对热分析实验数据进行拟合,获得了加入YCl_3的高岭石的热分解反应动力学机理、加入YCl_3的高岭石的热分解活化能及指前因子。结果表明:YCl_3的加入使高岭石热分解反应提前和热分解程度增大;加入YCl_3的高岭石的热分解机理符合第31号机理,其积分函数形式为(1-α)-1/2-1,微分函数形式为2(1-α)3/2,两种方法计算加入YCl_3的高岭石的热分解反应的平均活化能为277.729kJ/mol,指前因子的自然对数值为43.42;加入YCl3使高岭石的热分解活化能降低了9.81%,YCl3的加入有助于高岭石热分解反应的发生。     

一种无卤阻燃聚丙烯的热分解动力学

利用Kissinger、Flynn-Wall-Ozawa(FWO)及Coast-Redfern方法研究了聚丙烯(PP)和IFR/SiO2/PP体系的热分解动力学。结果表明,IFR/SiO2添加提高了PP的主分解阶段活化能,增强了PP阻燃性能。PP热分解机理函数g(α)=-ln(1-α),反应级数n=1,为随机成核和随后增长反应;IFR/SiO2/PP体系热分解机理函数为g(α)=1-(1-α)1/4,反应级数n=1/4。     

两种烷基次膦酸锌阻燃环氧树脂热性能比较

利用热重法比较了两种不同烷基次膦酸锌及其阻燃环氧树脂(EP)复合材料的热性能。首先探究甲基环己基次膦酸锌(Zn(MHP))、甲基乙基次膦酸锌(Zn(MEP))、Zn(MHP)/EP、Zn(MEP)/EP在N2氛围下的热稳定性。然后运用Kissinger法、Flynn-Wall-Ozawa(简称FWO法)计算出EP、Zn(MHP)、Zn(MEP)、EP/Zn(MHP)、EP/Zn(MEP))热分解活化能E、指前因子lnAk,并结合Coast-Redfern理论模型机理函数g(α),求得反应级数n。结果表明,Zn(MHP)比Zn(MEP)具有更高的热稳定性和表观热分解活化能。同时Zn(MHP)或Zn(MEP)能明显提高EP的热稳定性能,延迟EP的分解、提高残碳率和热分解活化能。当添加量为均为20%(质量分数)时,EP/Zn(MHP)的热分解活化能高于EP/Zn(MEP)。Coats-Redfern法推断Zn(MHP)的热分解机理为g(a)=-ln(1-α),反应级数即为1,Zn(MEP)的机理函数为g(a)=3[1-(1-α)~(1/3)],反应级数为1/3。EP/Zn(MHP)和EP/Zn(MEP)的热分解机理函数与EP一致,均为g(a)=[-ln(1-α)]~(2/3),反应级数为2/3。     

聚苯基三苯乙炔基硅烷树脂的非等温热分解过程研究

借助TG-DTG技术研究了聚苯基三苯乙炔基硅烷树脂(PPTPES)在氮气气氛中不同升温速率下的热分解行为,利用模型拟合法和非模型拟合法求出了聚苯基三苯乙炔基硅烷树脂热分解反应动力学三因子及分解机理函数。计算结果表明,7种分析方法得到的PPTPES的平均热分解活化能为E=252.76kJ/mol,指前因子lgA=13.93,反应级数n=3,机理函数微分式为1f(α)=(1-a)[-ln(1-a)]-23积分式为g(α)=[-ln(1-α)]3反应遵循随机成核和随后生长机理。     

磷腈阻燃环氧树脂的制备及热分解动力学研究

以六氯环三磷腈(HCCP)和对羟基苯甲醛为原料,一步法合成了六(4-醛基苯氧基)环三磷腈(HAPCP)。然后以HAPCP为阻燃剂,将其添加到环氧树脂(EP)中制备阻燃环氧树脂(FR/EP)。最后,通过热重法(TG)和微商热重法(DTG),研究了EP和FR/EP在氮气气氛下的热分解动力学行为,运用Flynn-WallOzawa(FWO)法和Kissinger法求出EP和FR/EP的热分解反应的活化能E和指前因子A,采用Coast-Redfern法确定了热分解动力学机理函数g(α)和反应级数n。实验结果表明,相同升温速率下,FR/EP的热分解反应的活化能比EP的低,其活化能和指前因子分别为Ek(FR/EP)=1.34×105 J/mol,EO(FR/EP)=1.38×105 J/mol,A(FR-EP)=1.4×1010 min-1,FR/EP的热分解动力学方程为g(α)=1-(1-α)3,反应级数n=3。     

聚二苯基二苯乙炔基硅烷树脂的制备与非等温热分解

以溴乙烷、二苯基二氯硅烷、苯乙炔为原料,通过格利雅反应合成二苯基二苯乙炔基硅烷单体(DPDPES),利用FTIR和~1H-NMR对单体分子结构进行表征。采用热聚合方法制备了聚二苯基二苯乙炔基硅烷树脂(PDPDPES),借助TG-DTG技术研究了PDPDPES的非等温热分解过程,运用模型法对热分解过程进行分析,建立动力学函数,推导出热分解机理,并应用非模型法对热分解机理函数进行验证。实验结果表明,6种分析方法得到的热分解活化能E_a=245.37kJ/mol,指前因子lgA=13.78s~(-1),机理函数式:f(α)=10/23·(1-α)·[-ln(1-α)]~(-1.3);g(α)=[-ln(1-α)]~(2.3)。     

硝酸羟胺的热稳定性评估及热分解机理研究

为评估氧化剂硝酸羟胺的热稳定性,使用标准液体铝皿于3K/min、4K/min、5K/min加热速率下进行热分析。借助非等温DSC曲线的参数值,应用Kissinger法和Ozawa法求得热分解反应的表观活化能和指前因子,根据Zhang-Hu-Xie-Li公式、Hu-Yang-Liang-Xie公式、Hu-Zhao-Gao公式以及Zhao-Hu-Gao公式,计算硝酸羟胺的自加速分解温度和热爆炸临界温度,并对热分解机理函数进行了研究。设计了7条热分解反应路径,采用密度泛函理论B3LYP/6-311++G(d,p)方法对硝酸羟胺的热分解进行了动力学和热力学计算。计算结果表明,硝酸羟胺热分解的自加速分解温度TSADT=370.05K,热爆炸临界温度Tbe0=388.68K,Tbp0=397.54K,热分解最可几机理函数的微分形式为f(α)=17×(1-α)18/17。硝酸羟胺热分解各路径中,动力学优先支持路径Path 6、Path 5、Path 4和Path 1生成NO和NO_2,其次是Path 2、Path 7和Path 3生成N2和N_2O。温度在373K以下时,Path 1′反应无法自发进行,硝酸羟胺无法进行自发的热分解。从热力学的角度来看,硝酸羟胺在370.05K以下储存是安全的。     

炔丙基改性酚醛树脂聚合物的非等温热分解动力学

运用TG-DTG技术研究了炔丙基改性酚醛树脂聚合物的非等温热分解过程,通过Kissinger法和FWO法获得聚合物分解的动力学参数,利用模型拟合法推测该聚合物的热分解机理,并用非模型拟合法对机理进行了验证。实验结果表明,该聚合物的Td5分解温度在390℃左右,800℃时残炭率在30%左右。7种动力学分析方法显示聚合物的热分解活化能为92.95 k J/mol,指前因子lgA=4.71 s-1,n=2,分解符合二维扩散机理,对应的机理微分函数f(α)=(1-α)1/2[1-(1-α)1/2]-1积分函数g(α)=[1-(1-α)1/2]2聚合物的热分解反应方程为dα/dT=(5.14×104/β)exp(-92.95×103/RT)×(1-α)1/2×[1-(1-α)1/2]-1     

粉状乳化炸药热分解动力学研究

利用热重法（TG）研究了粉状乳化炸药的热分解过程和非等温反应动力学,采用Ozawa法和非线性等转化率积分法获得了其热分解动力学参数和机理函数。结果表明,粉状乳化炸药初始分解温度稍高于乳化炸药基质,分解活化能为97kJ／mool,是热稳定性良好的工业炸药。粉状乳化炸药的热分解机理属随机成核和随后成长,热分解动力学方程为dα/dt=1×10^10×（1-α）exp（-1．2×10^4／T）。     

酚醛树脂热分解非等温动力学机理函数推测

通过热重分析法研究了S-157酚醛树脂的热分解反应。结果表明,S-157树脂耐热性较普通酚醛树脂好,起始分解温度约为615.7 K。Kissinger法、Ozawa法计算得到该树脂热分解活化能分别为210.6 kJ/mol和208.2 kJ/mol,反应频率因子约为2.81×1013。S-157树脂热分解可分为3个阶段,当转化率(αT)小于40%时,活化能(E)随着αT增大而逐渐变小;当αT在40%~55%之间时,E随着αT增大而相对快速增大;当αT大于55%以后,E随着αT增大而缓慢增大。通过Coats-Redfern非等温积分法推断出S-157树脂热分解反应初期的反应机理为扩散反应,末期时为化学反应,期间为过渡阶段。     

过氧化氢对质子交换膜热分解机理的影响

采用非等温热重-微分热重(TG-DTG)技术研究了燃料电池质子交换膜在过氧化氢氧化后的热分解机理,并用Achar和Coats-Redfem方法对非等温动力学数据进行了分析,得到了其热分解的反应机理函数和动力学参数.计算结果显示,第一阶段热分解过程受(D3)三维扩散机理控制,表现活化能为172.6 kJ/mol,指前因子...     

Research on the thermal decomposition and kinetics of byproducts from MgO wet flue gas desulfurization

This paper was aimed at the thermal decomposition and kinetics of the byproducts from MgO flue gas desulfurization. The effects of particle size and charcoal on thermal decomposition of the byproducts were investigated by the thermogravimetric analysis method, and the non-isothermal kinetic parameters of the byproducts were evaluated with the Coats–Redfern method. The results showed that the mass loss increased with the decrement of the particle size. However, the effect of the particle size on the mass loss of each thermal decomposition stage was different. Increasing the amount of charcoal powder in the byproducts had an obvious effect on the temperature characteristics of the thermal decomposition of magnesium sulfate, resulting in a reduced thermal decomposition temperature which could facilitate the thermal decomposition process. The equations G(α) = 1−(1−α)^1/2, G(α) = [−ln(1−α)]², and G(α) = 1−(1−α)^1/3 were the quite appropriate kinetic mechanisms describing the thermal decomposition process of MgCO₃, MgSO₃, and MgSO₄, respectively.     

聚乙烯基三苯乙炔基硅烷的热分解动力学

为研究聚乙烯基三苯乙炔基硅烷树脂的热分解机理,利用TG-DTG技术探讨了聚乙烯基三苯乙炔基硅烷树脂的非等温热分解过程.借助非模型拟合法和模型拟合法分析了聚乙烯基三苯乙炔基硅烷树脂(PVTPES)的热分解行为,建立了动力学函数,得到了聚乙烯基三苯乙炔基硅烷树脂的热分解反应机理.结果表明,6种热分析方法计算得到PVTPES的热分解活化能(E)在240 k J/mol左右,指前因子lg A=15.51,机理符合三维(3D)扩散控制机理.聚合物PVTPES的热分解过程分析进一步证实芳炔单体的热聚合为环三聚反应.     

玄武岩纤维增强酚醛树脂复合材料热分解动力学研究

通过热重法研究了玄武岩纤维/S-157酚醛树脂复合材料(BF/S-157)在惰性气氛下的热稳定性,计算了该材料的热分解动力学参数,推断出其热分解反应机制及非等温动力学机理函数。Ozawa法、Kissinger法计算得到BF/S157热分解平均活化能分别为228.4kJ.mol-1和230.0kJ.mol-1;Coats-Redfern法分析表明,BF/S157热分解反应初期的反应机制为扩散反应,末期时为化学反应,期间为过渡阶段。     

粉末烧结法制备α-堇青石基玻璃陶瓷的析晶动力学和性能

在堇青石化学计量组分和非堇青石化学计量组分中分别添加B₂O₃, 通过玻璃粉末烧结法制备玻璃陶瓷,并研究了玻璃陶瓷的性能, 包括非等温析晶动力学、热学、力学和介电性能。本研究使用非堇青石化学计量组分制备了α-堇青石基玻璃陶瓷, 并加入B₂O₃促进α-堇青石析出, 提高MgO-Al₂O₃-SiO₂玻璃的结晶能力。玻璃成分中过量的MgO和SiO₂不会影响玻璃的析晶能力, 但会影响析晶的类型; 增加B₂O₃含量可以制备低热膨胀系数的α-堇青石基玻璃陶瓷, 但会降低玻璃陶瓷的软化点。此外, 增加B₂O₃含量还可以提高玻璃陶瓷的致密性和强度。α-堇青石基玻璃陶瓷的最大抗弯强度、弹性模量、断裂韧性和体积密度分别为(42.4±3.0) MPa、(34.0±2.9) GPa、(0.7±0.15) MPa·m^1/2和1.53 g/cm³。制备的α-堇青石基玻璃陶瓷表现出良好的介电性能(介电常数低至3.5), 热膨胀系数低至4.22×10^-6 K^-1。     

LiNiO2热分解反应动力学研究

用ＤＴＡ和ＸＲＤ研究了ＬｉＮｉＯ_２在空气中的热分解过程为：ＬｉＮｉＯ_２（ｓ）→(６５０～７２０℃)Ｌｉ_２Ｎｉ_８Ｏ_{１０（ｓ）}＋４Ｌｉ_２Ｏ_（ｓ）＋Ｏ_２（ｇ）→(８５０～９５０℃)Ｌｉ_２Ｏ_（ｓ）＋８ＮｉＯ_（ｓ）＋１／２Ｏ_２（ｇ） →(１０００～１１５０℃)ＮｉＯ（ｓ）＋Ｌｉ_２Ｏ_（ｇ）用 Ｄｏｙｌｅ－Ｏｚａｗａ法和 Ｋｉｓｓｉｎｇｅｒ法计算了各反应阶段的表观活化能分别为 ７４７．１８±１．０ ｋＪ·ｍｏｌ^－１、９３２．４６±１．０ ｋＪ·ｍｏｌ^－１和 １１２６．９７±１．０ ｋＪ·ｍｏｌ^－１．用 Ｋｉｓｓｉｎｇｅｒ法确定了反应级数和频率因子,确定了三个阶段的动力学方程分别为 ｄα／ｄt＝１．７３６ｘ１０３９ｅ^{－９００００／Ｔ}（１－α）^{１．０５７}; ｄα／ｄｔ＝１８０６×１０^３９ｅ^{－１１１５００／Ｔ}（１－α）^{０．８４４};ｄα／ｄｔ＝４．２６２×１０４２ｅ^{－１３５０００／Ｔ}（１－α）^{１．２７５}     

铝取代杂多硅钨酸盐异构体/聚苯胺掺杂材料的合成及性质

以Keggin结构铝取代杂多硅钨酸盐异构体α·β_i-K_5 [SiW_(11)Al(H_2O)O_(39)]·xH_2O(β_i=β_1,β_2,β_3)为掺杂剂制备了α·β_i-SiW_(11)Al/PANI电子聚合物材料.用红外光谱、紫外光谱、X-射线粉末衍射、SEM、热重分析等对此材料进行了表征,测定了材料的导电性和荧光性,研究了它们的热稳定性.结果表明:掺杂了铝杂多硅钨酸盐异构体的聚苯胺都具有较好的热稳定性,比本征态聚苯胺的分解温度提高了121.9℃,材料最好的电导率为0.83S·cm~(-1).荧光光谱表明,掺杂材料具有相似的荧光性质,对应的荧光发射波长为420和484nm,发蓝绿光.     

La0.8Y0.2PO4∶Bi3+ ，Sm3+ ，Eu3+ 荧光粉的合成,性能及其前驱体热分解动力学

相对于绿色和蓝色荧光粉,红色荧光粉因不能有效吸收近紫外光,致使发射的红光强度不能与蓝、绿两种荧光粉的发光强度同步,影响了其显色性,降低了发光效率.为获得能够被近紫外光高效激发的红色荧光粉,本文以硝酸铕、硝酸钐、氯化铋、氧化镧、氧化钇、磷酸三铵为原料,经高温固相反应合成得到Bi,Sm,Eu掺杂磷酸镧钇荧光粉,利用XRD,SEM,荧光光谱及TG/DTG对产物进行了表征,并采用非等温法研究前驱体的热分解过程,进而探究前驱体热分解反应过程的动力学及焙烧过程中荧光粉的形成机理.研究表明:Bi3+的最佳掺杂浓度为x=0.03,所得产物为以磁偶极(5D0→7F1)跃迁为主导发射的红色荧光粉;最佳产物与未掺杂产物相比,前者的荧光强度是后者的2.66倍;最佳产物前驱体的热分解过程只有一步失重,经计算获得了该过程对应的活化能、机理函数及指前因子.Bi,Sm,Eu掺杂磷酸镧钇荧光粉是一种发光效率高、具有广泛应用前景的近紫外激发白光LED用红色荧光粉.