真空下活性煅白制备的反应动力学研究

利用自制动态测压装置对白云石在真空下热分解的反应动力学进行了研究。结果表明:白云石的热分解过程可分为第一、第二两个分解阶段,分别为碳酸镁组分的分解以及碳酸钙组分的分解。真空下白云石第一、第二分解阶段活化能分别为288.2、313.0 kJ·mol~(-1),均小于热重中测得的第一、第二分解阶段的活化能306.8、327.1 kJ·mol-1。真空的引入使得白云石热分解过程更加容易、更加充分。     

多重扫描速率法的硫酸铵热分解动力学

硫酸铵的热分解能为已内酰胺的生产过程提供循环的氨和硫酸,研究其热分解动力学具有重要意义。采用热重分析技术(TGA)通过多重扫描速率法研究了硫酸铵在氮气气氛中的热分解动力学。首先通过对比硫酸铵和硫酸氢铵的热失重过程,证明硫酸氢铵是硫酸铵分解过程的中间产物;然后分别利用积分KAS法和微分Friedman法求解硫酸铵热分解反应的活化能;最后由Coats-Redfern法推导最概然机理函数。结果表明,硫酸铵的非等温热分解分为3阶段。第1阶段转化率区间为0～0.14,活化能E=96.47 kJ×mol~(-1),指前因子ln(A/min~(-1))=19.13,符合n=3收缩圆柱体相边界反应机理;第2阶段转化率区间为0.14～0.2,E=79.47 kJ×mol~(-1),ln(A/min~(-1))=13.79,符合n=3/2随机成核和随后生长机理;第3阶段转化率为0.2～1,E=98.30 kJ×mol~(-1),ln(A/min~(-1))=18.00,符合n=3收缩球体相边界机理。     

MnSO4·H2O热解制备四氧化三锰反应动力学

为了确定空气中硫酸锰分解生成四氧化三锰的机理,用TG-DSC结合XRD分析研究了硫酸锰的热分解行为,用非线性等转化率法和普适积分法研究了硫酸锰脱水和分解过程的反应动力学。研究结果表明,200～400℃之间为MnSO4·H2O脱水阶段,积分动力学机理函数为G(α)=α^3/2, 符合Mampel Power法则,平均表观活化能为117.11 kJ·mol-1;750～1050℃之间为MnSO4的分解阶段,积分动力学机理函数为G(α)=1-(1-α)1/2,符合相边界反应的收缩圆柱体模型,平均表观活化能为226.44 kJ·mol-1,MnSO4等温分解结果与TG-DSC分析结果一致。     

异丙醇催化碱式碳酸镁晶体的合成

以菱镁矿为原料、异丙醇为添加剂,采用水化碳酸化法-直接热解法合成了碱式碳酸镁晶体(4MgCO_3·Mg(OH)_2·4H_2O)。利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜探究了热解温度、异丙醇添加量、热解时间对产物的物相组成和形貌的影响,并通过动力学分析计算了合成反应活化能。结果表明:当异丙醇与Mg(HCO_3)_2溶液的体积比为2:1,热解时间为120 min时,在50℃合成了平均直径为1.0μm,平均长度为10μm,表面带绒毛的棒状4MgCO_3·Mg(OH)_2·4H_2O晶体;4MgCO_3·Mg(OH)_2·4H_2O热分解温度范围为150～700℃,分3个阶段进行,分解产物为MgO、H_2O和CO_2;合成反应活化能为1.330 7 kJ/mol,异丙醇降低了亚稳相水合碳酸镁向稳定相4MgCO_3·Mg(OH)_2·4H_2O转变所需要的能量,加速了低温环境下的相转化进程。     

双酚A型聚芳醚酮的热分解动力学研究

用热重(TG)法研究了双酚A型聚芳醚酮(PAEK)的热分解动力学,计算了热分解动力学参数.结果表明,双酚A型PAEK的热分解符合无规引发分解模型,热分解过程为一级反应.以Kissinger最大失重率法求得热分解反应的反应活化能E为201.909kJ/mol;以Ozawa等失重百分率法求得反应活化能E为211.398kJ/mol;频率因子A值为2.306×10~(14)～9.173×10~(14)min~(-1);预测N_2中267℃失重5%的热老化寿命为10 a.     

NaB_5O_8·4H_2O的热分解过程研究

采用溶液法制备了NaB_5O_8·4H_2O,利用XRD和FT-IR等对产品进行表征,结合TG-DTA热重分析法对NaB_5O_8·4H_2O的热分解进行分析。为进一步确认NaB_5O_8·4H_2O在热降解过程中失去的为结晶水,而未破坏NaB_5O_8的化学结构,根据TG失重的温度,将NaB_5O_8·4H_2O置于相应温度的马弗炉中进行焙烧,并用XRD和FT-IR对将焙烧产物的结构进行物相表征,并最终得到NaB_5O_8·4H_2O的热分解过程。结果表明,NaB_5O_8·4H_2O热分解过程大致分为三个阶段:第一阶段硼酸钠失去两个结晶水,第二阶段硼酸钠失去一个结晶水,第三阶段硼酸钠失去一个结晶水形成无水硼酸钠。     

十氢十硼酸双四乙基铵热分解特性及其动力学参数

为了解十氢十硼酸双四乙基铵(BHN-10)热分解特性及反应动力学,采用同步热分析-红外质谱联用技术(TG-DSC-MS-FTIR)及热裂解原位池-傅里叶变换红外光谱联用技术(FTIR)对BHN-10热分解过程中间产物和最终产物进行分析;使用Kissinger和Ozawa方法计算两个热分解阶段的动力学参数,并利用Coats-Redfern法拟合得到反应动力学方程。结果表明,BHN-10热分解第一阶段和第二阶段的活化能分别为150.9 kJ/mol和161.7 kJ/mol;第一阶段受随机成核和核增长机理控制,第二阶段遵从幂级数法则(Mampel power);两阶段的动力学机理函数分别为G(α)=[-ln(1-α)]1/3(n=3)和G(α)=α1/4;BHN-10热分解反应第一阶段质量损失2.9%,与理论脱氢质量损失相一致,此阶段发生B10H2-10的脱氢产生氢气和非晶态硼的过程,在热分解第一阶段会生成熔融分解型的中间产物四乙基铵阳离子;第二步反应质量损失39.4%,接近第二阶段气体质量损失的计算值43.4%,是四乙基铵阳离子上的质子转移并通过Hoffman消除反应生成乙烯和Et3N,Et3N进一步分解为C 2H 6、NH3、H2和碳单质。     

配合物[Co(phendione)(SO4)(H2O)]5H2O非等温热分解动力学

以热重-差热法(TG-DTG)为手段,研究配合物[Co(phendione)(SO4)(H2O)]·5H2O非等温热分解过程动力学.结果表明,标题配合物第一阶段热分解为相界控制反应(三维)机理,表观活化能为59.85KJ·mol-1,指前因子InA为16.36,反应速率方程为dα/dt=Ae-E(1-α)<2/3>.第...     

磷酸铜铵合成及其热分解动力学研究

以CuSO4.5H2O和(NH4)3PO4.3H2O为原料,聚乙二醇-400为模板剂,经低热固相反应合成得到产物。用XRDI、R对产物进行了分析表征,结果表明该产物为NH4CuPO4.H2O。采用热重差热法(TG/DTA)分析研究了该产物的热分解过程,结果表明,NH4CuPO4.H2O的热分解分为二步进行,第一步分解过程的活化能(E)、频率因子(lnA)和热分解机理函数分别为:E1=283.57 kJ.mol-1,lnA1=74.829 s-1,G(a)1=(1-a)-1-1。     

N,N'-乙撑双硬脂酰胺的热分解动力学研究

以TGA-DTA为手段,考察N,N'-乙撑双硬脂酰胺(EBS)在氮气气氛中的热分解行为和分解动力学。用Flynn-Wall-Ozawa、Kissinger和?atava-?esták法计算了EBS的热分解动力学参数,并推断了分解机理。结果表明,从519.15 K到723.15 K EBS热分解过程分为两个阶段。两个阶段的表观活化能分别为78.41和88.38 k J×mol~(-1),指前因子分别为2.188×10~8和7.586×10~8 min~(-1),热分解机理函数的积分式分别为g(α)=1-(1-α)2和g(α)=α。为进一步开发与利用EBS提供基础数据。     

丝氨酸非等温热分解动力学研究

采用热重分析法(GTA-TGA)研究丝氨酸在空气中的热分解行为及其动力学规律。在5、10、15、20、25 K×min~(-1)的升温速率下,使用DTG-60和DSC-60加热丝氨酸得到了TG-DTA曲线,结果表明丝氨酸在熔融过程中伴随着分解反应。运用Flynn-Wall-Ozawa积分法、Kissing最大速率法和?atava-?esták积分法对实验所得的数据进行处理,最终得到了丝氨酸热分解反应的表观活化能E_s为147.575 kJ×mol~(-1);指前因子的对数值lg(A_s/min~(-1))为17.398;确定了丝氨酸热分解反应的机理为化学反应,得到了热分解机理函数的积分式为G(α)=[1-(1-α)~(1/3)]~(1/2)。此外,在热分解过程中,丝氨酸的焓变ΔH~≠为342.57 kJ×mol~(-1),熵变ΔS~≠为146.28 J×(mol×K)~(-1),吉布斯自由能的变化ΔG~≠为376.60 kJ×mol~(-1),这些物性数据为进一步研究丝氨酸的性质和应用提供了基础数据。     

5,5′-联四唑-1,1′-二氧二羟胺的热分解动力学

在线性升温速率2.0、5.0、10.0和20.0K/min的条件下,采用热重-差热分析法(TG-DTA)测试5,5′-联四唑-1,1′-二氧二羟胺(TKX-50)的热分解行为,用Dzawa法和Kissinger法研究了其热分解动力学参数。结果表明,TKX-50的热分解过程可分为两个阶段,第一分解阶段活化能为147.05kJ/mol,指前因子为1012.91s-1,受二维扩散机理控制,反应机理服从n=1/2的Jander方程,热分解反应的动力学方程可表示为:dα/dT=1012.91/β×4(1-α)1/2[1-(1-α)1/2]1/2e14705/RT。     

化合物[NH_3CH_2CH_2NH_3][CuCl_4]的热稳定性及其分解动力学研究

利用液相法合成了[NH3CH2CH2NH3][CuCl4],并对化合物的热稳定性、热分解及其动力学进行了研究。采用TG-DTG技术研究化合物[NH3CH2CH2NH3][CuCl4]的热分解,并应用微分法（Achar法）、Coast-Redfern法、Kissinger法、Ozawa法对非等温动力学数据进行处理,发现晶体的第一步分解是二维扩散反应,n=2,机理函数积分形式g（α）=[1-（1-α）1/2]2和微分形式f（α）=（1-α）1/2[1-（1-α）1/2]-1,表观活化能Ea=192.56 kJ.mol-1,指前因子A=2.13×1016s-1。标题化合物的第二步分解是化学反应,机理函数积分形式g（α）=（1-α）-1-1和微分形式f（α）=（1-α）2,表观活化能Ea=164.70 kJ.mol-1,指前因子A=2.90×1012s-1。     

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。     

新型阻燃剂1,3,5-三(5,5-二溴甲基-1,3-二氧杂己内磷酰氧基)苯的热分解动力学研究

以TG-DTG为手段,研究了1,3,5-三(5,5-二溴甲基-1,3-二氧杂己内磷酰氧基)苯(TDDB)在氮气气氛中的热分解动力学,利用Kissinger法、Flynn-Wall-Ozawa(FWO)法对TDDB进行热分解动力学分析,求出该物质的热分解动力学参数,利用Coast-Redfen法研究该物质的热分解机理.结果表明:Kissinger法所求得的活化能为344.48 kJ/mol,指前因子lnA为66.02;Flynn-Wall-Ozawa法所求得的活化能为337.61 kJ/mol.TDDB的热分解的动力学方程为g(α)=α2.反应级数n=2.     

H_2BTA的非等温热分解特性

为详细了解N,N-二(1(2)氢-5-四唑基)胺(H_2BTA)的非等温热分解特性,用热重-差式扫描量热-傅里叶红外光谱-质谱联用(TG-DSC-FTIR-MS)测定了该化合物在不同升温速率下的热分解特性、分解气体产物的种类及其含量变化,并分析了其热分解机理。结果表明,随着温度的升高,H_2BTA的热分解分为3个连续的过程:(1)以-N-N-键断裂脱除N_2为主的分子中四唑环裂解;(2)骨架中-N-N-键的进一步断裂释放N_2;(3)剩余骨架裂解产生N_2、NH_3、HN_3和HCN。3个分解过程表观活化能分别为187.19、142.32和198.93kJ/mol。     

2-巯基吡啶汞(Ⅱ)的合成及热分解动力学

合成了以2-巯基吡啶为配体的汞(Ⅱ)配合物,通过元素分析、EDTA络合滴定分析和红外光谱对其进行了表征,同时采用TG-DTG技术研究了配合物的热分解机理及非等温动力学。结果表明:其配合物热分解过程经过二个阶段,第一步热分解属F2(化学反应)机理控制,非等温热分解的动力学方程为dα/dT=A/β.e-E/RT(1-α)2,表观活化能E=189.67 kJ/mol,指前因子A=3.79×1018/s。     

杯［4］芳烃的热分解动力学研究

通过热失重分析法（TG）研究了杯［4］芳烃与对叔丁基杯［4］芳烃在氮气氛围下的热稳定性,利用Kissinger方法和Flynn?Wall?Ozawa方法分析计算二者的热解表观活化能,通过Coats?Redfern方法确定了热分解动力学机理与模型,并分别求出了材料主降解阶段的非等温动力学方程。结果表明,Kissinger和Flynn?Wall?Ozawa方法求得的杯［4］芳烃的表观活化能分别为166.64 kJ/mol和175.79 kJ/mol,求得的对叔丁基杯［4］芳烃脱叔丁基过程的表观活化能分别为153.97 kJ/mol和166.81 kJ/mol,其自身苯环热分解过程的表观活化能分别为248.38 kJ/mol和252.92 kJ/mol,两物质的热性能在氮气氛围下都表现得较为稳定,且分解温度对于高分子材料的适应性较强;杯［4］芳烃热分解机理函数为g（α）=［-ln（1-α）］^3/2,反应级数n=3/2,其非等温热分解机理属于随机成核和随后生长反应,对叔丁基杯［4］芳烃脱叔丁基过程的热分解机理函数为g（α）=［-ln（1-α）］^2/3,反应级数n=2/3,其非等温热分解机理属于随机成核和随后增长反应,自身苯环热分解过程的热分解机理函数为g（α）=α²,反应级数n=2,其非等温热分解机理属于一维扩散反应。     

基于热重分析法的苯基硅橡胶热分解行为研究

基于热重分析法研究甲基乙烯基苯基硅橡胶(简称苯基硅橡胶)的热分解动力学。结果表明:苯基硅橡胶在空气中的热分解有一个质量损失平台,热分解温度随升温速率的增大而提高;采用Flynn-Wall-Ozawa和Friedman法,在不涉及反应机理函数的条件下,分析得到苯基硅橡胶在转化率(α)为30%～70%时的表观活化能(E_a)平均值分别为178.071 8和179.826 8 kJ·mol~(-1),采用Kissinger法的最大热质量损失理论公式计算得到苯基硅橡胶的E_a为182.633 kJ·mol~(-1),3种方法所得的E_a具有较好的一致性;结合Coats-Redfern法得出苯基硅橡胶在空气中热分解反应为三维扩散控制,该法的理想反应机理函数应为g(α)=[(1+α)~(-1/3)-1]~2。     

废弃碳纤维/环氧树脂复合材料的热解特性及动力学研究

采用热重分析仪对废弃碳纤维/环氧树脂复合材料(CF/EP复合材料),分别在升温速率为6. 67℃·min~(-1)、10℃·min~(-1)和13. 33℃·min~(-1)下进行热解,考察了不同气氛及不同升温速率对CF/EP复合材料热解的影响。结果表明:升温速率和反应气氛对废弃CF/EP复合材料热解过程及特性有重要影响;废弃CF/EP复合材料在氮气氛下热解反应速率较快阶段只有一个阶段,为第一失重阶段,且为一级反应模式。废弃CF/EP复合材料在空气氛下的热解反应速率较快阶段有两个阶段,第一失重阶段为二级反应模式,第二失重阶段为0. 5级反应模式;空气氛下热解第一失重阶段在相同分解温度下与氮气氛下热解反应机理不同;提高升温速率可显著增加废弃CF/EP复合材料热解的表观活化能和指前因子;经外推法可知,氮气氛表观活化能为55. 84 kJ·mol~(-1),空气氛第一失重阶段表观活化能为39. 24 kJ·mol~(-1),第二失重阶段表观活化能为-8. 62 kJ·mol~(-1)。