γ辐照作用下GFRP热分解动力学研究

玻璃纤维增强塑料(GFRP)因其良好的热绝缘性能和力学性能,在高能物理和核物理实验领域被用来制作支撑设备,而高能物理和核物理实验会对其支撑设备产生一定的γ和中子辐照,为保证GFRP支撑设备在γ辐照条件下的结构稳定性,需研究辐照对其热分解性能的影响。结果表明,GFRP在氮气氛围中的热分解可分为3个阶段;GFRP失重率随辐照剂量的增大而增大;辐照使GFRP的活化能增加,Friedman法计算得出平均活化能由辐照前的96.1 kJ·mol~(-1)增加到200 k Gy辐照后的116.6 kJ·mol~(-1),Flynn-Wall-Ozawa(FWO)法计算得出平均活化能由辐照前的107.6 kJ·mol~(-1)增加到200 k Gy辐照后的125.4 kJ·mol~(-1)。扫描电镜对微观形貌观察发现辐照后环氧树脂与玻璃纤维结合度降低,差示扫描量热法分析得出辐照使环氧树脂进一步固化反应。     

介孔二氧化钛固载γ-谷氨酰转肽酶的制备及性质

γ-谷氨酰转肽酶（GGT）在临床诊断和生物催化方面具有重要的应用价值。本文以介孔氧化钛晶须为载体进行GGT的固定化,考察了载体结构特性、吸附时间和给酶量对固定化效果的影响,并对固定化酶的催化特性及其稳定性进行了研究。结果显示,以最可几孔径为30 nm的介孔TiO₂为载体,载体载酶量可达5.07mg·g^-1。在给酶量为18.99 U·g^-1时,经室温吸附2.5 h,固定化酶活性回收率可达73.05%。固定化酶的pH稳定性和热稳定性均显著优于游离酶,在4℃下保温贮藏60 d、转化22个批次后,固定化酶活力仍可保持初始值的71.30%。经测定,游离酶和固定化酶的米氏常数K_m分别为0.79 mmol·L^-1和1.05 mmol·L^-1,酰基化反应活化能分别为13.59 kJ·mol^-1和15.42 kJ·mol^-1;固定化GGT的失活反应活化能E_d为92.80 kJ·mol-1,相比于游离酶（49.61 kJ·mol^-1）有明显的增加。     

腐殖酸热分解动力学

采用热重分析法（DTA-TGA）研究了腐殖酸的热分解过程及其动力学,分析其DTA-TGA曲线可得：热分解反应发生在284.65～417.16℃; 用红外光谱（FT-IR）、核磁氢谱（¹H NMR）、核磁碳谱（¹³C NMR）对腐殖酸结构进行表征,用Flynn-Wall-Ozawa（F-W-O）法、Kissinger法及Šatava-Šesták法计算出腐殖酸热分解反应的表观活化能为210.83 kJ·mol^-1,指前因子对数为17.55;确定了其热分解反应的级数和动力学参数,且热分解反应机理为二级反应;腐殖酸在氮气氛围下维持1min寿命的最高使用温度为278℃;同时,计算出腐殖酸样品热力学参数焓变、熵变及摩尔自由能变分别为67.99 kJ·mol^-1、-164.83 J·（mol·K）^-1 和176.36 kJ·mol^-1。     

酚酞烯丙胺型苯并噁嗪树脂的合成、表征及其聚合物的热分解动力学

以酚酞、烯丙胺、多聚甲醛为原料,合成了具有烯丙基的新型酚酞型苯并嗪树脂(PT-ala)。用FT-IR、¹H NMR和DSC表征了其结构和固化特性,并用TG-DTG方法对其聚合物在氮气中的热分解过程动力学进行了详细的研究。结果表明:用Kissinger法和Ozawa法求得的聚合物热分解活化能分别为189.65 kJ·mol^-1和215.11 kJ·mol^-1;用Coats-Redfern法证实了酚酞烯丙胺型聚苯并嗪的热分解反应为一级反应;在氮气氛中维持60 s寿命的最高使用温度为285℃。     

二丙炔基双酚A醚的合成及其聚合物的热分解动力学

以双酚A和溴丙炔为原料,采用相转移催化剂,合成了二丙炔基双酚A醚。利用红外、核磁对其结构进行了表征。并以此为原料,制备了二丙炔基双酚A醚的聚合物,利用TG-DTG研究了该聚合物的热分解动力学,并计算了动力学参数。用Kissinger法和Ozawa法求得的聚合物热分解活化能分别为166.36 kJ·mol^-1和199.90 kJ·mol^-1;用Coats-Redfern相似文献   

热重分析法研究氢氧化镁纳米粉体的非等温分解动力学

以白云石为原料,盐酸酸溶后得到CaCl₂-MgCl₂滤液,采用氨水直接沉淀法制备出符合HG/T 3607-2000Ⅰ型标准的六方片状的纳米氢氧化镁。六方片厚度为25～30 nm,直径为0.3～0.4 mm。利用热重分析法对纳米氢氧化镁在不同升温速率下的热分解动力学进行研究,以期深入了解纳米氢氧化镁热分解制备纳米氧化镁粉体过程的物理化学本质。采用Kissinger法和Ozawa法计算出氢氧化镁热分解反应活化能分别为115.47 kJ·mol^-1和126.04 kJ·mol^-1。对热重分析数据进行处理和拟合,判断纳米氢氧化镁粉体热分解反应机理函数为Avrami-Erofeev（n=1.5）的随机成核和随后生长机理。指前因子为3.077×10¹⁰ s^-1。纳米氢氧化镁经煅烧制备得到的氧化镁纳米球的直径为80～100 nm。     

柠檬醛在La2O3/γ-Al2O3催化剂上的等温吸附

对柠檬醛-乙酸乙酯溶液中柠檬醛在La₂O₃/γ-Al₂O₃催化剂上等温吸附行为进行了研究。结果表明,30 ℃柠檬醛在La₂O₃/γ-Al₂O₃催化剂上的吸附动力学符合准二阶吸附动力学模型,吸附动力学方程为：1/q_t=2.350/t+0.063 3(R²=0.998 5)。（30~65） ℃柠檬醛在La₂O₃/γ-Al₂O₃催化剂上的等温吸附符合Langmuir方程,温度升高使柠檬醛的饱和吸附量增加,吸附热为32.19 kJ·mol^-1。     

水蒸气对煅烧石灰石碳酸化反应影响的实验与模型分析

利用热重分析仪,对比了不同反应温度、不同水蒸气浓度对煅烧石灰石碳酸化反应的影响。碳酸化反应温度在500℃时,反应初期水蒸气对碳酸化反应的影响并不明显,反应10 min之后,在含有1.5%、10%和20%(体积分数)水蒸气条件下碳酸化转化率比无水蒸气条件下转化率分别提高了19.8%、27.2%和30.5%。水蒸气的存在有助于提高碳酸化反应转化率,但随着水蒸气浓度的增加转化率增加幅度减小。利用随机孔隙模型,对产物层扩散阶段扩散系数及反应活化能进行了计算。高温条件下,气氛中含有1.5%的水蒸气使反应活化能从237.7 kJ·mol^-1降低到179.9 kJ·mol^-1,提高水蒸气浓度到10%和20%后,反应活化能从156.6 kJ·mol^-1降低到148.6 kJ·mol^-1。不同水蒸气浓度条件下,碳酸化反应存在两个明显特征:一是大约在550℃处存在一个明显扩散系数的斜率变化,这一温度与气氛中是否存在水蒸气无关;另一特征是随着反应温度的提高,水蒸气的促进作用减弱。依据实验和模型计算结果,推测了当反应处于产物层扩散阶段时水蒸气对碳酸化反应影响的作用机理。     

阻燃HIPS塑料热解动力学模型

采用热重法进行了含阻燃添加剂的高抗冲聚苯乙烯塑料（flame retarded high impact polystyrene,Br-Sb-HIPS）在不同升温速率下的热解实验,建立了包含3个连续反应的阻燃HIPS热解动力学模型。通过Flynn-Wall-Ozawa法得到阻燃HIPS热解过程的活化能为103～307 kJ·mol^-1,利用多元非线性无约束最优化方法求得模型参数。研究表明,Br-Sb-HIPS 3个反应的活化能和指前因子分别为191.632、213.263、238.331 kJ·mol^-1和11.641、12.772、11.666 min^-1。动力学模型能够很好地预测阻燃HIPS热解过程。     

十水草酸铈的热分解过程以及热分解动力学研究

利用TG-DSC法研究了十水草酸铈在N₂和O₂氛围下煅烧过程的差异及其分解动力学机理。结果表明,十水草酸铈在N₂气氛下煅烧时,煅烧产物CeO₂表面附着有黑色的炭黑,而在O₂气氛下煅烧时,仅得到浅黄色的CeO₂。依据实验结果推测,十水草酸铈在N₂气氛下煅烧时经历3步热分解过程;而在O₂气氛下煅烧时经历2步分解过程,第1步为十水草酸铈脱去十分子结晶水生成无水草酸铈,第2步为无水草酸铈氧化分解为CeO₂。最后,对十水草酸铈在O₂气氛下煅烧时的2步热分解动力学机理进行了研究。结果表明,第1阶段脱水过程的活化能在53.50~65.63 kJ·mol^-1之间,第2段氧化分解过程的活化能约为156.52 kJ·mol^-1。十水草酸铈热分解过程以及热分解动力学的探究能够为其后续煅烧制备CeO₂提供重要的热力学数据。     

己二酸氨化制己二腈的宏观动力学

己二酸氨化法是工业上生产己二腈的重要方法之一,其中和反应步骤受气液相传质影响很大。采用体积为1 L的半间歇式反应釜,对己二酸中和反应的宏观动力学进行了研究。在磷酸质量分数为0.2%、搅拌速率为1800 r·min^-1、氨气流量为600 L·h^-1的条件下,实验考察了210～260℃范围内温度对己二酸浓度随时间变化的影响。由实验数据拟合结果表明:在250℃己二酸浓度大于0.1 mol·L^-1时为传质控制阶段,中和反应对于己二酸为一级,反应活化能为42.9 kJ·mol^-1;在250℃己二酸浓度小于0.1 mol·L^-1时为反应控制阶段,中和反应对于己二酸为二级,反应活化能为52.7 kJ·mol^-1。模型计算值与实验值相吻合,并结合理论模型得出对己二酸的本征反应级数为二级。保持总压(略大于常压)、温度260℃、搅拌速率1800 r·min^-1和磷酸质量分数0.2%保持不变,在氨气流量为200～600 L·h^-1的范围内考察了氨气分压对己二酸浓度随时间变化的影响,动力学拟合结果表明对氨气分压的本征反应级数为一级。     

新疆托里油砂分段热解机理

在热重分析仪中考察了不同升温速率下油砂的热解特性,结果表明:油砂样品失重过程分为少量气体脱附、低温热解、主要热解、半焦缩聚4个阶段。通过微型固定床与在线质谱耦合测得的气体释放顺序为CO₂、CO、C₂H₆、CH₄和H₂,所对应的初释温度分别为155、178、146、174、354℃。结合核磁和红外对不同温度段液固产物的化学结构进行分析,发现350℃前主要是油砂中轻质油脱附,还包括羧基和烷基侧链的断裂,轻质油品中芳碳率达7.92%;350～520℃之间为油砂的主要热解阶段,油砂油结构中芳碳率为23.51%。据Coats-Redfern法计算得到油砂低温热解和主要热解段的活化能分别为27.63和90.30 kJ·mol^-1,说明开环与裂解反应所需活化能大于油砂油脱附、羧基分解和弱键断裂反应的活化能,揭示了分段热解机理。     

Production of glycerol carbonate using crude glycerol from biodiesel production with DBU as a catalyst

The biodiesel production technology catalyzed by 1,8-diazabicycloundec-7-ene (DBU) is developed in this work. Crude glycerol containing DBU and DBU/glycerol/CO₂ (DGC) ionic compounds reacts directly with dimethyl carbonate (DMC) to produce high value-added glycerol carbonate (GC) catalyzed by DBU and DGC. The catalytic performance of DBU and DGC, as well as the kinetics of the reaction catalyzed by DBU, were investigated. The results show that DGC has a weak catalytic effect on the transesterification of glycerol and DMC. When the temperature is higher than 60℃, DGC catalyzes the reaction jointly with DBU, which is produced from the decomposition of DGC. DBU has a good catalytic effect on the reaction between glycerol and DMC, with 90% conversion of glycerol and 84% selectivity to GC under the following conditions:DMC-to-glycerol molar ratio of 3:1, 4.0% DBU (based on glycerol mass), reaction time of 60 min, and reaction temperature of 40℃. The apparent kinetics results show that the activation energies are 30.95 kJ·mol^-1 and 55.16 kJ·mol^-1 for the forward and reverse GC generation reactions, respectively, and the activation energy of the decomposition reaction of GC to glycidol (GD) is 26.58 kJ·mol^-1.     

催化氧化邻羟基甲苯制备邻羟基苯甲醛的热力学分析

引言邻羟基苯甲醛(o-hydroxybenzaldehyde,OHBA)是重要的有机合成中间体,广泛应用于医药工业[1-2]、农药[3-5]、食品香料与香精、电镀[6]、石油化工和合成纤维等领域。目前合成邻羟基苯甲醛的方法很多,从原料的角度主要可以分为以邻羟基苯甲醇、邻羟基苯甲酸、苯酚和邻羟基甲苯为原料的合成方法[7]。其中由于邻羟基甲苯廉价易得,且以其为原料的空气/氧气直接氧化法[8-12]环境污     

4-硝基苯胂酸合成反应的热力学计算机模拟

采用密度泛函理论中的B3LYP方法,通过计算机模拟,研究了4-硝基苯胂酸合成反应中各物质的结构。在此基础上对反应热力学进行了模拟计算,通过计算,优化了反应物与产物的几何构型与电子分布,并得到了4-硝基苯胂酸合成反应的主副反应焓变、Gibbs自由能变以及反应平衡常数。模拟计算结果表明,主反应的焓变 为-15.0 kJ·mol^-1,为放热反应,副反应的焓变为10.0 kJ·mol^-1,为吸热反应,主反应的标准Gibbs自由能变为39.7 kJ·mol^-1,而副反应的Gibbs自由能为45.2 kJ·mol^-1,该反应为不可逆反应。4-硝基苯胂酸合成反应的热力学性质的计算为反应工艺条件的控制和热力学研究提供了理论指导。     

D301大孔吸附树脂吸附甘氨酸

通过静态吸附法研究了树脂D301对水溶液中甘氨酸的吸附行为。采用单因素实验法确定了最佳吸附条件为pH 7.5,温度35℃,时间45 min,吸附剂用量为0.1 g,在此条件下最大平衡吸附量可达794.81 mg·g^-1。同时探究了D301对甘氨酸溶液吸附的热力学行为,测得了303.15～318.15 K温度范围内的吸附等温线数据,用Langmuir、Freundlich、Temkin方程对此进行拟合,并根据热力学原理计算得到吸附过程中ΔH^θ、ΔG^θ、ΔS^θ值和吸附表观活化能。结果表明等温吸附平衡符合Langmuir等温线模型,其ΔH^θ 134.75 kJ·mol^-1,ΔG^θ-6.312 kJ·mol^-1, ΔS^θ 450.806 J·mol^-1·K^-1,E_a为81.27 kJ·mol^-1。研究结果表明D301对甘氨酸的吸附为化学吸附和物理吸附共存且为自发进行的吸热过程。     

Al-MCM-41介孔分子筛吸附喹啉的性能

在碱性条件下,采用水热晶化法,以偏硅酸钠为硅源,铝酸钠为铝源,CTAB为结构模板剂,成功合成出了含铝介孔分子筛Al-MCM-41。采用XRD、BET等手段对合成的Al-MCM-41进行表征,对柴油中的氮化物喹啉进行了吸附实验,考察了Al-MCM-41介孔分子筛对氮化物喹啉的吸附能力,探究了硅铝比为60的Al-MCM-41分子筛对喹啉溶液吸附的热力学和动力学行为,测得353.15～393.15 K 温度范围内的吸附等温线数据,用Langmuir、Freundlich方程对此进行拟合,并根据热力学原理计算得到吸附过程中的ΔH、ΔG、ΔS值和吸附表观活化能。结果表明, 硅铝比为60的Al-MCM-41具有较大的孔容、比表面积和较窄的孔径分布,结晶度和有序性高。等温吸附平衡符合Freundlich 等温线模型,其ΔH -0.7682 kJ·mol^-1,ΔG -28.1215 kJ·mol^-1, ΔS 73.2434 J·mol^-1·K^-1,吸附动力学符合Pseudo拟二级方程,E_a为2.8575 kJ·mol^-1。     

乌头碱的热解及半衰期研究

采用微量热技术及热重法，结合液质联用技术，探讨了乌头碱的热降解机理、水解机理的热效应等，求出乌头碱的半衰期。结果表明，乌头碱在空气氛围中不稳定，碱性溶液中易水解t_1/2=0.973 h。空气环境中热分解分3步，其分解温度区间分别为185～213℃，248～468℃和484～579℃。相应的反应级数分别为n=1/4、n=4、n=2。对应的活化能分别是154.53，100.97和120.08 kJ·mol^-1。乌头碱应尽可能储存于低温干燥并隔绝空气的环境中。