CaCO3与MoO3固相反应机理

采用非等温热重分析法对CaCO3与MoO3固相反应动力学进行了研究,由热重曲线及转化率分别拟合选取的13种固相反应机理函数,通过Coats-Refern方程分别求得活化能和指前因子,根据动力学参数及线性相关性判定该固相反应机理函数. 结果表明,CaCO3和MoO3于450℃开始反应,且速度较快,反应机理为随机成核随后生长,反应模型的积分形式为g(a)=-ln(1-a),活化能和指前因子分别为170.2 kJ/mol和1.3×107 s-1.     

固相反应法合成锌铝尖晶石

以ZnO、Al(OH)3为原料,采用固相反应法合成了锌铝尖晶石粉体,研究了固相反应温度、保温时间对粉体的相组成和显微结构的影响。并运用热分析、X射线衍射以及扫描电子显微镜等分析测试方法对制备的锌铝尖晶石粉体进行了表征。热分析显示,Al(OH)3的分解是分两步完成的;当固相反应温度为800℃时,开始有锌铝尖晶石生成;适当延长保温时间有助于锌铝尖晶石生成。固相反应法合成锌铝尖晶石的最佳工艺条件为1400℃×3 h。合成的锌铝尖晶石粉体晶形发育完整,平均粒径为15μm左右。     

柠檬酸铈的热分解机理及反应动力学

在程序升温条件下,用DSC、TG/DTG、固相原位反应池/FTIR联用技术,研究了柠檬酸铈的热行为、分解机理和常压非等温分解反应动力学参数,获得了相应的动力学方程.结果表明,柠檬酸铈的热分解反应存在1个脱水吸热阶段(Stage Ⅰ)和2个放热阶段(Stage Ⅱ和Ⅲ);主放热分解阶段(Stage Ⅱ)的表观活化能Ea和指前因子A分别为148.59kJ/mol和1011.64s-1;动力学方程可表示为:dα/dt=1011.81(1-α)[-ln(1-α)]1/3e-1.79×104/T;反应机理服从n=2/3的Avrami-Erofeev方程.由加热速率β→0的DSC曲线的初始温度(Te)和峰温(Tp)计算得柠檬酸铈的热爆炸临界温度值Tbc和Tbp分别为527.09K和542.71K.反应的△S≠、△H≠和△G≠分别为:16.82J·mol-1·K-1、163.11kJ/mol和158.74kJ/mol.     

刚玉-莫来石-锌铝尖晶石复相材料的合成与烧结

热力学计算表明:在Al2O3SiO2ZnO三元体系中,硅酸锌(Zn2SiO4)和锌铝尖晶石(ZnAl2O4)生成Gibbs自由能在温度为1326.85℃以下是负值,莫来石(3Al2O3·2SiO2)的Gibbs生成自由能在温度为426.85℃以上是负值。系统中Al2O3富存的条件下,Al2O3可与Zn2SiO4反应生成锌铝尖晶石。以ZnO,SiO2,Al(OH)3为原料,通过固相反应合成刚玉莫来石锌铝尖晶石复相材料。研究烧结温度和气氛对刚玉莫来石锌铝尖晶石复相材料的合成与烧结性能的影响。用X射线衍射分析复相材料中的物相成分。用扫描电子显微镜观察复相材料的显微结构。结果发现:Al2O3SiO2ZnO三元体系在所选择的配料点,1300℃及1600℃时均能生成刚玉、莫来石、锌铝尖晶石3种物相,不会出现低熔点的硅酸盐相,这明显区别于Al2O3MgOSiO2三元体系,该体系在1500℃左右会出现低熔点相。试样在900℃烧成后出现锌铝尖晶石相。随着温度升高,试样的致密化过程加快,部分抵消了1300℃左右莫来石形成所产生的体积膨胀。当烧结温度高于1300℃时,试样的致密化过程大大加快。还原性气氛不利于刚玉莫来石锌铝尖晶石复相材料的合成与烧结。     

聚对苯二甲酸丁二醇酯的热分解动力学研究

通过热重分析(TGA)法研究了聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)在氮气气氛中不同升温速率下的热分解过程,采用不同的动力学数据处理方法研究了PBT的热分解机理。结果表明:采用Kissinger法、FlynnWall-Ozawa法和Friedman法计算PBT的热分解反应活化能分别为179.93,175.83,161.07 kJ/mol,平均值为172.28 kJ/mol,与Coast-Redfern法计算的活化能180.41 kJ/mol接近,取PBT热分解反应活化能为180.41kJ/mol,计算得指前因子为2.68×10~(10)s~(-1);采用Coast-Redfern法和Criado法研究了PBT的固相热分解反应机理,认为PBT的热分解机理属于相边界控制的收缩圆柱体反应机理,反应级数为0.5。     

氢氧化锆热分解反应动力学研究

热重研究结果表明,氢氧化锆热分解是一失重率为21.5%的一阶失重过程,失重峰值温度与差示扫描量热法分析吸热峰值温度基本吻合。在非等温条件下,采用单加热速率微分Achar和积分Coats-Redfern方程,结合多加热速率法Kissinger方程,以线性相关性和动力学参数的比较作为判断依据,推断Zr(OH)4热分解过程由化学反应机理控制,计算得到反应活化能E=52.30 kJ/mol,lg A=4.767。     

水泥生料颗粒热分解机理研究

碳酸钙热分解是分解炉内水泥生料分解的一个重要反应，对水泥生料的分解率和熟料产量有较大的影响。采用热重技术对水泥生料颗粒热分解特性进行研究，采用Kissinger方程和标准主曲线法确定水泥生料颗粒的最可能分解机理。并根据Coats-Redfen＇S方程求解水泥生料颗粒的分解动力学参数（E和A）。研究结果表明：水泥生料颗粒的热分解符合相边界反应的收缩柱体反应机理，碳酸钙颗粒的活化能为181.4kJ／mol，其与Kissinger方程所得的估算值相一致。     

微波场中生物炭还原褐铁矿反应动力学实验及模型计算

采用微波失重在线检测装置和XRD分别分析了褐铁矿与生物炭升温至923 K的失重变化及微波焙烧前后的矿相变化;同时基于褐铁矿微波还原焙烧升温失重曲线,采用Achar-Brindley-Sharp-Wendworth微分法和Coats-Redfern积分法,计算了褐铁矿在不同温度段的反应动力学参数. 结果表明,褐铁矿与生物炭在923 K的还原温度下转变为磁铁矿,同时生成少量的硅酸亚铁(Fe2SiO4);其微波还原焙烧过程分为3个阶段进行,在366~470 K,反应的表观活化能(E1)分别为30.7和26.3 kJ/mol,反应机理符合反应级数函数,属于化学反应控制;在470~650 K,表观活化能(E2)分别为40.3和33.1 kJ/mol,反应机理符合Avrami-Erofeer函数,是随机成核和随后生长的化学反应控制;在650~825 K,表观活化能(E3)分别为52.4 和52.9 kJ/mol,反应机理符合Zhuralev-Lesokin-Tempelman函数,属于三维扩散控制.     

用单一非等温DSC曲线确定双基发射药热分解反应的最可几机理函数和动力学参数

根据CDR-1型差动热分析仪上测得的一条DSC曲线,利用计算非等温动力学的积分方程和微分方程拟合实验数据,逻辑选择确定双基发射药CB0617在分解深度为0.03～0.41范围内的热解反应的微分形式的最可几机理函数为f(α)=(1-α)n.用放热速率方程算得其热解反应的表观活化能、指前因子和微分形式的最可几机理函数分别为145.23kJ/mol、1013.27s-1和f(α)=(1-α)0.90.积分方程逻辑选择求得的表观活化能和指前因子分别为146.31kJ/mol和1013.35s-1.微分方程逻辑选择求得的表观活化能和指前因子相应为148.77kJ/mol和1013.69s-1;三者吻合良好.     

双环戊二烯型氰酸酯树脂／环氧树脂固化物热降解反应动力学及其机理研究

采用环氧树脂对双环戊二烯型氰酸酯（DCPDCE）进行共聚改性，分析了不同比例共聚产物在不同升温速率下的热失重曲线，对共聚产物的热降解反应动力学进行了研究。分别利用Ozawa和Coats-Redfern方法计算体系的活化能数据，采用Ozawa方法计算得到DCPDCE和DPCDCE／环氧树脂（85／15）体系的活化能分别为163．93kJ／mol和159．94kJ／mol，得到的结果与Coats-Redfern方法计算得到的结果进行了对比，并分析了固化产物的热降解反应机理。     

固相反应法制备纳米ZnO及其晶粒生长动力学

以乙酸锌和草酸为原料,采用低热固相化学反应法制备纳米氧化锌的前体,通过微波和马弗炉两种焙烧方式焙烧制备得到纳米氧化锌,考察了焙烧温度和时间对纳米氧化锌粒径的影响。使用透射电镜、热重-差热、傅里叶变换红外光谱仪和X射线衍射仪对前体和纳米ZnO进行表征;采用晶粒生长动力学唯象理论计算得出纳米氧化锌在这两种焙烧方式下的晶粒生长动力学规律。结果表明,前体为ZnC2O4?2H2O,随着焙烧温度的提高,纳米氧化锌晶粒迅速长大,在相同焙烧温度和时间下,微波焙烧氧化锌的晶粒尺寸要明显大于常规焙烧方式。微波焙烧和常规焙烧下氧化锌的晶粒生长平均动力学指数分别是6.114和6.858,晶粒生长的平均活化能分别为70.67 kJ/mol和52.13 kJ/mol。     

添加剂对铝酸钠溶液种分产物质量的影响

研究了由脂肪酸类表面活性剂与脂肪烷烃按一定比例复配而成的复合型添加剂对铝酸钠溶液二段法分解过程及最终产品氧化铝性能的影响及其作用机理。结果表明，当添加量为60×10-6g·L-1时，添加剂能够有效强化铝酸钠种分过程、改善分解产物质量，使溶液分解率提高大于2％;氢氧化铝颗粒小于45 μm的质量分数降低约7％;氧化铝颗粒小于45 μm的质量分数降低约6.7％。晶体形貌表明，添加剂的加入有效促进了氢氧化铝颗粒的附聚、长大过程，颗粒多呈球状，结晶比较完善。     

Kinetik der Polyphenylensulfid-Synthese

The kinetics of the polycondensation of Na₂S · 3H₂O and 1,4-dichlorobenzene to poly(phenylene sulfide) in 1-methyl-2-pyrrolidone as solvent was studied in a differential scanning calorimeter at temperatures from 220°C to 260°C. Stainless steel high-pressure capsules of 30 μl volume were used as micro reactors. The reaction is highly exothermic. At 220°C the enthalpy of reaction reaches a value of 180 kJ/mol. The polycondensation is characterized by an autocatalytic behaviour. The kinetics can be modelled by a second order equation with respect to the stoichiometrically charged monomers and a propagation rate constant being dependent on conversion. The activation energy of the polycondensation is 95 kJ/mol.     

不同煤阶的原生煤、构造煤等量解吸焓的比较

煤阶不同，对瓦斯的控制作用亦不同。本文根据温度-压力-吸附方程将沁水盆地大宁煤矿的高阶原生煤、构造煤与平顶山五矿的中阶构造煤、原生煤这4种煤的系列等温吸附数据进行有效地转换，并由所得的温度-压力-吸附方程计算这些煤的吸附等量线。高中阶原生煤与构造煤的吸附等量线都证实：吸附是系统向环境放热，放热越多，则系统越稳定；解吸是系统从环境吸热，吸热越少，则系统越稳定。在吸附量都为15.0cm³/g时，高阶原生煤单位等量吸附所放的热为1.95kJ/(mol·cm³·g)，均高于其他3种煤，其必然最先吸附。在吸附量都为15.0cm³/g时，中阶构造煤单位等量解吸所吸的热为0.52kJ/(mol·cm³·g)，均低于其他3种煤，其必然最先解吸。建议将不同构造煤（碎裂煤、片状煤、碎斑煤、糜棱煤等）按照单位等量解吸所吸热量的大小进行解吸排序，可为煤及瓦斯突出研究提供热力学参考。     

ZnO/Al_2O_3催化剂乙醇水蒸气重整反应失活研究

采用浸渍法制备了一系列ZnO/Al2O3催化剂,考察了该催化剂在水醇摩尔比为3、常压、450℃工作条件下乙醇水蒸气重整(SRE)制氢反应活性及稳定性。结果表明,ZnO负载量达到10wt%时,C2H5OH转化率最高,但催化剂在160 min内出现明显失活。利用BET等表征手段考察了反应前后催化剂的物理化学性质,并通过失活模型模拟,提出了ZnO/Al2O3催化剂上SRE制氢反应的失活原因。     

粉煤灰与硫酸氢铵焙烧反应动力学

提出了NH4HSO4法焙烧粉煤灰提取Al2O3的新方法,考察了焙烧温度、粉煤灰中Al2O3与NH4HSO4摩尔比对粉煤灰中Al反应率的影响,研究了粉煤灰与NH4HSO4焙烧反应动力学. 结果表明,粉煤灰与NH4HSO4焙烧反应受固体产物层扩散控制,300, 350, 400℃下的反应速率常数分别为1.25′10-3, 1.56′10-3, 1.89′10-3 min-1,反应活化能为17.19 kJ/mol,反应动力学方程为1-2/3a-(1-a)2/3=0.0422exp[-17190/(RT)]t,最佳工艺条件为：焙烧温度400℃,Al2O3与NH4HSO4摩尔比1:8,焙烧时间60 min;该条件下Al反应率达90%以上,主要产物为NH4Al(SO4)2和NH4Fe(SO4)2.     

酸溶二步法制备聚合氯化铝的试验研究

以铝矾土和铝酸钙粉为原料,在实验室采用酸溶二步法制备液体聚合氯化铝产品（PAC）,通过实验考查制备工艺的主要影响因素,找到最佳生产条件：100～110 mL浓度为20%盐酸中,投加氧化铝含量51.22%的铝酸钙粉12 g和氧化铝含量26.50%的铝钒土15 g;最佳温度范围为100～110℃;最佳反应时间在7 h左右。在此工艺参数控制条件下,制备出液体聚合氯化铝产品的盐基度为83%,氧化铝含量为13.4%,符合GB 15892—2009《生活饮用水用聚氯化铝》的指标。     

二硫甲脒盐酸盐的合成及热分析

以双氧水氧化硫脲与盐酸反应,制备了二硫甲脒盐酸盐,适宜的反应条件为:在温度为3℃,酸度为4 mol/L时,产率最高达61.93%;用IR,UV表征了产物。测定了产物的燃烧热为3181.75 kJ/mol,解释了反应过程中的强放热现象。二硫甲脒盐酸盐的TG-DTA-DTG曲线说明,产物首先发生了两次一级分解反应,其表观活化能分别为155.71 kJ/mol和36.12 kJ/mo。l     

Decomposition Chemistry of TAGN

Triaminoguanidine nitrate (TAGN) is a unique energetic material which produces relatively low molecular weight combustion products. TAGN is characterized by the oxidizer fragment “HNO₃” that is attached by an ionic bond in the molecular structure. In this study, various types of experiments were conducted in order to elucidate the physicochemical decomposition process of TAGN. The exothermic rapid reaction observed at the early stage of the decomposition is the process representing the nature of energetics of TAGN. This exothermic reaction occurs immediately after the endothermic phase change from solid to liquid. Since the weakest chemical bond consisting in the TAGN molecule is the N N bond (159 kJ/mol), the initial bond breakage should be the amino groups and the NH₂ radicals split off. The energy released by the dissociation of the NH₂ radicals (104.3 kJ/mol) is the heat produced at the early stage decomposition of TAGN. Thus, the burning rate of TAGN is considered to be dominated by the dissociation of the NH₂ radicals. It must be noted that the burning rate of TAGN is almost double that of HMX even though the energy contained in the unit mass of TAGN is less than that of HMX. The HNO₃ attached to the molecular structure of TAGN is not the fragment to produce the exothermic rapid reaction observed at the early stage decomposition process.