脱氢枞酸的非等温热分解动力学?

采用TG-DTG热分析方法,在5、10、15和20 K·min-1线性升温条件下,研究了脱氢枞酸在氩气气氛中的热分解反应动力学.分别运用Kissinger法、Flyrm-Wall-Ozawa法对脱氢枞酸非等温热分解动力学数据进行了分析,同时运用Satava-Sestak法研究了脱氢枞酸的热分解机理.结果表明,脱氢枞酸的热分解机理为随机成核和随后生长机理,热分解反应的表观活化能为93.14 kJ·mol-1,指前因子为3.72×107s-1,反应级数为1级,并按这些参数写出了其反应动力学方程.     

脱氢枞酸在空气中的热分解动力学

采用TG/DTA/DSC热分析技术,在线性升温速率为5、10、15和20 K·min^-1和静态空气条件下,研究了脱氢枞酸在空气气氛中的热分解动力学。由热重/差热法(TG/DTA)得到脱氢枞酸在空气中是一步分解;运用差示扫描量热法(DSC)测定了脱氢枞酸的熔点为445.05K,摩尔熔化焓为19.74 kJ·mol^-1和摩尔熔化熵为44.35J·mol^-1·K^-1;分别利用Kissinger法和Flynn-Wall-Ozawa法对脱氢枞酸非等温热分解数据进行了动力学分析,同时利用Satava-Sestak法研究了脱氢枞酸的热分解机理。结果表明,脱氢枞酸的热分解机理为收缩球状界面反应模型R3,热分解反应的表观活化能为107.89 kJ·mol^-1,指前因子为9.33×10⁸ s^-1)。     

微型流化床内碱金属和碱土金属对稻壳热解动力学的影响特性

通过微型流化床反应分析仪（MFBRA）研究两种典型碱金属和碱土金属（AAEM）钠与镁对稻壳热解气体生成动力学的影响,并采用模型积分法求解出4种主要气体组分（H₂、CO、CH₄与CO₂）的生成动力学参数。结果表明：不同气体组分具有不同的开始与终止释放时间,说明4种气体对应不同的生成路径和机理,高温条件和添加钠、镁离子均会提高气体生成的反应速率。采用典型气固反应动力学模型对气体生成过程进行了拟合求解,获取了气体组分在不同条件下的最概然机理函数。通过最概然机理函数求得了4种气体生成动力学参数,对比发现钠离子与镁离子降低了H₂、CO、CH₄与CO₂生成反应的表观活化能,其中CO受钠离子和镁离子的影响最为显著,进而从活化能角度证实了两种金属离子对于生物质热解特性的影响。     

糠酸分解反应动力学与机理研究

己糖二酸脱水环合制备2,5-呋喃二甲酸(2,5-FDCA)是一条有工业发展潜力的工艺。针对该工艺母液循环过程中杂质成分不确定、副产物糠酸分解反应动力学和机理不清楚等问题,在糠酸分解产物明确的基础上,测定了糠酸在4种催化体系中的分解反应动力学和分解产物的生成反应动力学。结果表明,在不同催化体系中糠酸的分解速率由快到慢依次为：10%H₂SO₄、3%HBr+2%MgBr₂、3%HBr、3%HBr+2%LiBr (百分数均为质量分数)。采用1级反应动力学拟合得到糠酸在2%HBr+5%LiBr催化下的分解反应活化能为98.74 kJ·mol^-1。提出了糠酸分解的可能路径为糠酸先脱羧生成呋喃,呋喃再通过Diels-Alder反应生成相对稳定的2,3-苯并呋喃,2,3-苯并呋喃可与呋喃通过Diels-Alder反应进一步生成氧芴。     

镁/钛复合催化剂对BHET缩聚合的催化反应动力学研究

以凹凸棒土为载体,采用活性组分不同的加料顺序制备了3种聚对苯二甲酸乙二酯缩聚合用镁/钛复合催化剂。通过差示扫描量热仪对3种镁/钛复合催化剂进行筛选,借助"等转化率法"和"Flynn–Wall–Ozawa法"分析了对苯二甲酸乙二酯的非等温缩聚合动力学,计算了缩聚合对应的活化能。结果表明:在转化率相同时,自制复合催化剂A的反应活化能明显小于另外两种催化剂,表现出最高的催化活性。     

微型流化床内碱金属和碱土金属对稻壳热解动力学的影响特性

通过微型流化床反应分析仪(MFBRA)研究两种典型碱金属和碱土金属(AAEM)钠与镁对稻壳热解气体生成动力学的影响,并采用模型积分法求解出4种主要气体组分(H_2、CO、CH_4与CO_2)的生成动力学参数。结果表明:不同气体组分具有不同的开始与终止释放时间,说明4种气体对应不同的生成路径和机理,高温条件和添加钠、镁离子均会提高气体生成的反应速率。采用典型气固反应动力学模型对气体生成过程进行了拟合求解,获取了气体组分在不同条件下的最概然机理函数。通过最概然机理函数求得了4种气体生成动力学参数,对比发现钠离子与镁离子降低了H_2、CO、CH_4与CO_2生成反应的表观活化能,其中CO受钠离子和镁离子的影响最为显著,进而从活化能角度证实了两种金属离子对于生物质热解特性的影响。     

镁钙砂表面沉积MgO涂层的动力学分析

采用MgO碳热还原和扩散氧化法在镁钙砂表面沉积MgO涂层,研究了MgO涂层的沉积动力学、微观形貌、生长机制以及涂层厚度对镁钙砂抗水化性能的影响。结果表明：随着反应温度的升高,沉积过程存在两个控制机理,在1400～1500℃之间,为化学动力学控制,反应为一级反应,活化能为97.82 kJ·mol^-1;在1500～1600℃之间,沉积过程为扩散控制,扩散活化能为19.18 kJ·mol^-1;MgO涂层以方镁石和方钙石为基底均呈二维台阶状生长,但二者生长机制并不完全相同;抗水化实验结果显示最佳处理温度为1600℃、沉积时间为6 h,镁钙砂水化质量增加率为0.02%,约是处理前的1/150。     

五氧化二磷醇解宏观动力学

在研究五氧化二磷和辛醇生成烷基磷酸单酯的机理和分析总体反应控制步骤的基础上,建立了五氧化二磷醇解的宏观反应动力学模型,采用微分法和参数回归分析得出宏观反应速率常数和活化能.结果表明, 五氧化二磷醇解反应为二级动力学反应,反应活化能为42.8 kJ/mol.模型的计算值和实验值吻合较好,证明了动力学模型的合理性.     

铌酸铁碳热还原的等温动力学分析

在热力学分析的基础上,结合XRD分析,确定了铌酸铁在1000~1300℃下碳热还原的中间产物和最终产物. 采用热重热分析仪测量了氩气保护下含碳铌酸铁以35℃/min升温速率分别从室温加热至1170, 1230, 1290和1320℃并保温40 min的TG-DSC曲线. 根据TG曲线,采用等温热分析法计算了铌酸铁碳热还原反应的动力学参数,确定了反应的限制性环节. 结果表明,铌酸铁碳热还原反应的表观活化能为515.2 kJ/mol,反应的动力学方程为[(1-a)-1/3-1]2=kt,为三维扩散Z-L-T方程. 除了反应的初始阶段外,反应速率是由产物层扩散所控制,即CO气体在产物层中的内扩散为反应的限制性环节.     

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。     

碱式碳酸镁的热分解研究

通过TGA、DSC热分析法,研究了碱式碳酸镁的热分解过程。发现碱式碳酸镁分两个阶段分解,并测得每一阶段的特征温度和吸热值。由Kissinger与Ozawa-Doyle两种方法求得两个阶段热分解反应的表观活化能Ea和指前因子lgA。用常见的固体热分解机理函数拟合了ln[G(α)/T2]~1/T曲线,用Coats-Redfern法确定了碱式碳酸镁热分解过程第一阶段的机理是三维扩散机理D3,第二阶段的机理是随机成核和核生长机理F1,获得其动力学方程。采用DSC方法测试了碱式碳酸镁的比热容,用最小二乘法拟合曲线,获得其比热的表达式为Cp=-3.890 2+0.207 2T-0.002 58T2+1.386 3×10-5T3-2.755 4×10-8T4。     

On the kinetics of magnesia hydration in magnesium acetate solutions

High‐quality magnesium hydroxide powders can be produced by hydrating slow‐reacting magnesia in dilute magnesium acetate solutions. The kinetics of this process are very crucial for process design and control, and for the production of a powder with desirable particle morphology. In this work, industrial heavily‐burned magnesia powders were hydrated in 0.01–0.1 mol dm⁻³ magnesium acetate solutions at temperatures ranging between 333 and 363 K. Examination of the magnesium hydroxide produced and the analysis of the kinetic data suggest that the hydration of heavily burned magnesia in magnesium acetate solutions is a dissolution–precipitation process controlled by the dissolution of magnesia particles. The activation energy was estimated to be 60 kJ mol⁻¹, while the reaction order with respect to acetate concentration was found to be about one. © 1999 Society of Chemical Industry     

微波加热褐铁矿的脱水反应动力学

研究了微波加热褐铁矿的脱水过程,利用SEM和XRD分析了褐铁矿脱除结晶水前后矿相的转变. 根据升温和失重变化曲线,采用微分法和积分法计算褐铁矿结晶水热分解过程的动力学参数,确定了褐铁矿在微波加热条件下脱水的反应机制. 结果表明,该矿的化学式为2Fe2O3·3H2O;在脱去结晶水后转变为赤铁矿,Fe2O3和SiO2含量增加,晶粒尺寸减小,矿相相对变纯. 褐铁矿在470~650 K内脱水反应的表观活化能为17.39~19.33 kJ/mol,低于常规加热脱水反应的活化能,说明微波加热能降低反应的活化能;且其脱水反应机理符合Maple单行法则,属于随机成核和随后生长的化学反应控制.     

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.     

利用催化剂厂废水生产七水硫酸镁

以三氧化二铁为主体的中变催化剂生产中会产生含铬硫酸铵母液，利用轻烧镁粉与除铬后的硫酸铵母液反应生产七水硫酸镁，既能治理污染又有经济效益。     

Al(OH)3和ZnO合成锌铝尖晶石反应动力学的研究

采用TG-DSC和XRD等手段研究了锌铝尖晶石固相反应机理及固相反应动力学参数。结果发现：采用Al(OH)3和ZnO为原料合成锌铝尖晶石时，锌铝尖晶石固相反应的放热过程紧随着Al(OH)3的吸热过程，放热曲线与吸热曲线部分重叠，两者间没有明显的界线；锌铝尖晶石的固相反应机理函数符合Cater方程，即反应机理函数中应考虑体积效应，经过计算得到锌铝尖晶石的体积膨胀约为15％；通过Cater方程推导的反应活化能约为64．39kJ／mol，而采用基于Ozawa方程的等转化率法得到反应活化能约为63．48kJ／mol，两者十分接近。     

超级铝热剂Al/Fe_2O_3对硝化棉热分解特性的影响

采用水热法制备了纳米Fe_2O_3,并用超声分散法将其与纳米Al颗粒复合制备了超级铝热剂Al/Fe_2O_3,利用X-射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电镜及能量散射光谱仪(SEM-EDS)对复合物的物相、组成、形貌和结构进行了分析表征,采用差示扫描量热法(DSC)和热红联用技术(TG-FTIR)研究了Al/Fe_2O_3对硝化棉(NC)热分解过程的影响。结果表明,Al/Fe_2O_3-NC和NC的热分解过程遵循Avrami-Erofeev方程f(α)=1.5(1-α)[-ln(1-α)]1/3;超级铝热剂Al/Fe_2O_3可降低硝化棉的表观活化能、临界点火温度和临界爆炸温度,在促进硝化棉O-NO_2键断裂和凝聚相二次自催化反应中起到至关重要的作用。     

自蔓延高温合成Ni-Zn铁氧体反应机制的研究

采用“气窒法”实现燃烧波的“淬熄”，获得了自蔓延高温合成Ni-Zn铁氧体中不同阶段的燃烧产物，对燃烧产物进行XRD分析，并结合热力学和TG－DTA分析，探讨了自蔓延高温合成Ni-Zn铁氧体的反应机制，研究结果表明，Fe粉在高压氧气下被氧化生成Fe2O3并放出大量的热，使自蔓延反应进行，同时Fe2O3与ZnO,NiO接触，以溶解析出和扩散机制形成Ni-Zn铁氧体。     

Fenton氧化降解焦化废水的影响特性及动力学模型

为研究Fenton试剂氧化降解焦化废水的影响特性及动力学机理,采用小试烧杯实验考察初始COD、H2O2投加量、Fe2+投加量和反应温度等因素对处理效果的影响。结果表明,原水COD为260 mg/L、H2O2投加量为666mg/L、Fe2+投加量为200 mg/L、温度为298 K时,COD去除率达到89.53%;反应初始阶段COD氧化降解的表观反应动力学模型与实验数据得到较好的拟合,因此该动力学模型能较好地预测Fenton试剂对焦化废水的氧化降解情况;反应总级数为2.001 7,其中H2O2的反应分级数(0.568 5)高于Fe2+的反应分级数(0.494 0),说明Fenton氧化降解COD过程中H2O2浓度的影响比Fe2+的大;较低的反应活化能说明反应较易进行。     

Kinetics and mechanistic analysis of caustic magnesia hydration

The kinetics of magnesia hydration to produce magnesium hydroxide is crucial for process design and control, and for the production of an Mg(OH)₂ powder with desirable particle morphology. In this study, highly pure magnesia has been hydrated in a batch reactor. The effects of the following variables were evaluated experimentally: temperature (308–363 K), reaction time (0.5–5 h), initial slurry density (1–25%wt) and particle size in the ranges ?212 + 75 µm and ?45 + 38 µm. Experimental data indicate increasing magnesia hydration rates with increasing temperature, as expected. In addition, it has been observed that the hydration of magnesia increases significantly up to about 4–5%wt initial slurry density, stabilising afterwards. On the other hand, the reaction was almost unaffected when magnesia with different particle sizes were hydrated because of similar specific surface areas involved. A reaction mechanism to explain the oxide dissolution and the hydroxide precipitation has been proposed, assuming no significant change in the initial solids size and dissolution rate as the controlling step. The calculated activation energy value of 62.3 kJ mol^?1 corroborates the mechanism proposed in this study and compares well with values previously reported in the literature. Copyright © 2004 Society of Chemical Industry