十水草酸镧的热分解及其动力学分析

用热重-差热(TG-DTA)技术,在不同升温速率条件下,研究了十水草酸镧在空气气氛下的热分解过程.分别采用Ozawa-Flynm-Wall法、Kissinger法、Crane法和同步热分析法确定其热分解动力学参数.TG-DTA曲线表明:十水草酸镧分解为四个阶段,前两个阶段为脱水过程,后两个阶段为La_2(C_2O_4)_3的分解过程.实验计算得出四步反应表观活化能E分别为83.92、76.04、136.26、162.61 k J·mol-1左右;指前因子A分别为4.92×10~(10)、6.1×10~7、2.1×10~9、8.46×10~6s-1左右;反应级数n均为1左右,并用Coats-Redfem积分法得出第三步分解机理受F1控制.     

浓硫酸低温分解混合稀土精矿动力学分析

基于热重-差热实验数据,采用Freeman-Carroll微分法、Achar-Brindley-Sharp-Wendworth微分法和一般积分法三种方法,全面分析了硫酸分解稀土精矿的反应动力学行为,推断其反应机理,计算反应表观活化能、反应级数、频率因子等动力学参数,确定不同温度段反应的限制性环节。结果显示,浓硫酸低温分解混合稀土精矿在阶段Ⅰ(160℃~220℃)和阶段Ⅱ(310℃~340℃)两个温度阶段的反应比较剧烈。由Freeman-Carroll微分法计算得到阶段Ⅰ反应的表观活化能E为33.02 k J·mol-1、反应级数n为0.51;而阶段Ⅱ的表现活化能E为182.75 k J·mol-1、反应级数n为0.61。同时,由Achar-Brindley-Sharp-Wendworth微分法和一般积分法计算得到阶段Ⅰ反应的表观活化能E分别为34.66 k J·mol-1和38.36 k J·mol-1,机理函数分别为f(α)=(1-α)和G(α)=[-ln(1-α)]3/2;而阶段Ⅱ反应的表现活化能E分别为215.23 k J·mol-1和205.46 k J·mol-1,机理函数分别为f(α)=2(1-α)[-ln(1-α)]1/2和G(α)=[-ln(1-α)]3/2,两种方法确定的反应限制性环节均为随机成核和随后生长的化学反应,且与Freeman-Carroll法的表观活化能计算结果相近。     

LaCl3·7H2O晶体的热分解

采用 TG- DTG方法 ,得到 L a Cl3 · n H2 O晶体在空气中热分解过程及相应分解反应的活化能 ,即在84～ 112℃时 ,L a Cl3 · 7H2 O失去 4个结晶水 ,分解反应的活化能为 133.2 k J/ mol,在 12 3.2～ 137.9℃时 ,L a Cl3 ·3H2 O失去 2个结晶水 ,分解反应的活化能为 15 3.9k J/ mol,在 16 2 .5～ 177.4℃时 ,L a Cl3 · H2 O失去 1个结晶水 ,分解反应的活化能为 45 4.6 k J/ m ol,在 397.7～ 46 4.5℃时 ,L a Cl3 气相水解为 L a OCl,活化能为 6 6 k J/ m ol。在温度低于90 0℃ (最高测试温度 )时 ,L a OCl能稳定存在。     

硬脂酸镧的制备与动力学研究

对皂化法制备PVC热稳定剂硬脂酸镧工艺过程中的加料方式进行了部分改进.采用单因素和正交实验方法对反应时间、反应温度、盐碱比、氢氧化钠浓度等因素分别对硝酸镧/氢氧化钠盐碱反应和氢氧化镧/硬脂酸皂化反应的稀土转化率的影响进行了考察,并确定了最优工艺条件和进行了动力学研究.实验结果表明,采用改进的新工艺,稀土转化率高达99.80%以上,硬脂酸镧产品游离酸低于0.3%,熔点为127℃.经实验验证,第一阶段硝酸镧/氢氧化钠盐碱反应为二级反应,动力学方程为-dcA/dt=25.5c2A.第二阶段近似看作氢氧化镧/硬脂酸皂化反应,符合二级反应特征,动力学方程为-dcA/dt=1666c2A.     

石灰石高温快速煅烧分解反应动力学研究

采用热重分析技术,研究了石灰石在超高温条件下分解的动力学机理。利用大功率高温碳管炉,将粒径为15~20 mm的石灰石颗粒在1 350~1 500℃下快速煅烧,煅烧后的试样断口在扫描电镜下观察发现存在明暗交替的反应界面。据此,用随机成核模型对CaCO_3向CaO相变进行动力学分析。研究结果表明:试验条件下的石灰石热分解反应符合随机成核和随后生长机理模型,机理函数方程为G(α)=[-ln(1-α)]~n。温度在1 350~1 425℃和1 450~1 500℃石灰石分解反应级数n分别为1/2和1/3,前者受界面化学反应控制,反应活化能为110.81 k J/mol;后者受扩散控制,反应活化能为25.33 k J/mol。     

八水碳酸镨的热分解及其动力学分析

采用碳酸氢钠和氯化镨制备八水碳酸镨颗粒后,运用TG-DSC技术,在不同程序升温下,研究八水碳酸镨(Pr_2(CO_3)_3·8H_2O)的热分解过程。分别采用Ozawa-Flynm-Wall法、Kissinger法、Crane法和Coats-Redfem法确定其热分解动力学参数。TG-DSC表明,八水碳酸镨热分解过程为3个阶段,第一阶段为脱水反应,第二阶段碳酸镨分解为Pr_2CO_5,第三阶段为Pr_2CO_5分解为Pr_6O_(11)。运用Coats-Redfem积分法得出第二阶段反应的反应机理受二维扩散机理控制,第三阶段反应的反应机理受成核和生长机理控制。在确定了八水碳酸镨热分解反应机理函数的前提下,实验计算得出三阶段反应的表观活化能E分别为47.24 kJ·mol~(-1)、220.94 kJ·mol~(-1)、120.71 kJ·mol~(-1);指前因子A分别为5.80×10~4 S~(-1)、1.35×10~(11) S~(-1)、6.22×10~2 S~(-1);第一阶段和第二阶段反应级数约为1,第三阶段反应级数为0.88。     

高纯超细氢氧化铝热分解动力学的研究

氢氧化铝热分解过程的精确调控对于氧化铝质量保证至关重要。以高纯超细氢氧化铝为原料,通过测定产品X衍射分析、差热分析,对其分解动力学进行了研究。数据表明,在240~300℃和330~525℃温度段脱水动力学机理均为三维扩散,活化能分别为398.41 k J/mol、110.66k J/mol。对比分析表明,粒度和碱含量对氢氧化铝热分解有较大的影响。     

硝酸高铈铵的热分解动力学研究

采用热重分析、差热分析及X射线衍射等技术研究了硝酸高铈铵的热分解过程 ,特别是用差热分析仪测试了不同升温速率下硝酸高铈铵在静止的空气气氛中的差热曲线 ,结合Kissinger法和Coats -Redfern法研究硝酸高铈铵的热分解动力学 ,计算了两个主要的反应阶段的表观活化能为 1 4 4 .61 ,1 2 4 .31kJ·mol- 1 ,并确定了反应级数、频率因子、速率常数 ,推导出每个反应阶段的动力学方程 ,控制反应过程的步骤分别为随机成核和随后生长 ,符合Arrami Erofeer方程。     

CeO_2/粉煤灰复合材料对直接耐酸大红4BS的吸附性能

将粉煤灰(FA)经酸处理和沉淀法制得的Ce O2/FA复合材料用于水溶液中直接耐酸大红4BS(Direct red 4BS,DR 4BS)的吸附,从动力学、平衡和热力学三方面探讨了吸附机理,并结合SEM和比表面积分析研究了材料的吸附性能,考察了复合材料的吸附再生。结果表明,Ce O2/FA复合材料对DR 4BS有很好的吸附性能,在溶液自然酸度下的吸附量和吸附率分别可达157.58 mg·g-1和97%。等温吸附数据通过用Langmuir、Freundlich和Dubinin-Radushkevich(D-R)模型分别进行拟合发现,Ce O2/FA对DR 4BS的吸附完全符合Langmuir等温方程,所得饱和吸附量为208.33 mg·g-1。热力学参数吸附自由能变在-27.05 k J·mol-1~-27.82 k J·mol-1之间,焓变为-19.42 k J·mol-1,熵变为25.62 J·mol-1·K-1,表观活化能为20.18 k J·mol-1,表明该吸附过程为界面上混乱度增加的自发放热过程,且可用准二级吸附速率方程进行很好地描述,起始快吸附过程主要受颗粒内扩散控制。Ce O2/FA复合材料经再生至少可重复使用3次以上。     

红土镍矿非自由水脱除热分析动力学

在升温速率分别为10、15、20和25℃·min^-1的条件下,利用差示扫描量热仪对红土镍矿非自由水脱除过程进行了测试.针对测试数据,分别采用Flynn-Wall-Ozawa(FWO)法、胡荣祖-高红旭-张海(Hu GZ)法、Boswell法、Starink法、Friedman-Reich-Levi(Friedman)法等不同的转化率法计算其活化能,利用Malek法计算指前因子(A)以及确定机理函数,最后利用所得的动力学公式推导出等温下反应进度与时间的关系并对不同温度下的能耗进行分析比较.红土镍矿非自由水脱除过程的平均活化能为181.50 k J·mol^-1;指前因子ln A为21.95 min^-1;机理函数符合Z-L-T方程,即脱除过程为三维扩散控制机制;干燥温度越高所需的平均功率越小.     

六聚钒酸铵的热力学过程和热分解动力学

通过对六聚钒酸铵的热分解过程、热分解动力学以及温度对热分解产物的影响的研究表明,六聚钒酸铵在空气中的热分解为零级反应,其表观活化能为53.62KJ/mol,它的热分解过程在空气中于370℃和415℃处分别有一个吸热峰和放热峰;在氮气中于360℃处有一个吸热峰,属吸热反应。分解时产生中间化合物V_3O_7,V_3O_7氧化成V_2O_5系放热反应。在惰性气氛中分解时,低价钒含量随温度的升高而升高。     

KCl对锆英砂分解机制函数及动力学参数的影响

采用KCl作为添加剂,根据差示扫描量热仪(DSC)测得的DSC曲线,对非等温动力学微分方程采用Achar-Brindley-Sharp-Wendworth法拟合实验数据,逻辑选择确定KCl-Na OH混合碱熔分解锆英砂的最可几微分机制函数及动力学参数,并对碱熔分解过程进行动力学分析。研究结果表明:KCl-Na OH混合碱熔分解锆英砂在分解深度为0.01~0.09范围内时,最可几微分机制函数为f(a)=(1-a)2,表观活化能和指前因子分别为199.7 k J·mol-1和1×1010.39s-1。当分解深度为0.29~0.60时,最可几微分机制函数转变为f(a)=3/2[(1-a)-1/3-1]-1,表观活化能和指前因子转变为139.25 k J·mol-1和1×108.52s-1。KCl的加入改变了碱熔分解反应的表观活化能和指前因子,使得碱熔分解反应表观活化能降低,碱熔体系的反应速率增大。KCl-Na OH混合碱熔分解锆英砂反应在609~665℃时,为化学反应控速。随着碱熔分解反应的继续进行,当反应温度为730~811℃时,锆英砂表面不断被产物层包裹,反应机制转变为三维扩散,球形对称,扩散控制过程。     

十水草酸铈热分解过程和非等温动力学研究

用热重—差热分析法研究了十水草酸铈(Ce2(C2O4)3·10H2O)在程序升温下的热分解行为,TG曲线表明它有五个分解阶段,前三个阶段为脱水过程,后两个阶段为无水草酸铈热分解过程,最终产物为CeO2。对第四阶段无水草酸铈热分解为碳酸氧盐的过程进行了动力学研究,确定了其反应级数为2,表观活化能E=283.55kJ·mol-1,指前因子lnA=57.3119,热分解反应过程受F2机理控制。     

钛铁矿氧化动力学研究

通过研究钛铁矿中温区域和高温区域的氧化动力学,探讨其氧化机理。其结果是在600~750℃时,反应表观活化能为227.5 k J/mol,而在750~900℃时,反应表观活化能则为99.25 k J/mol。钛铁矿氧化反应在750℃时由晶格扩散转变为晶界扩散。因此钛铁矿的氧化反应是由O离子扩散所控制的。     

仲钼酸铵热分解过程及热力学分析

通过TG-DSC研究仲钼酸铵在空气气氛中及30~600℃温度范围内的热分解过程。结果表明:仲钼酸铵在30~600℃温度范围内的失重过程包含3个连续阶段,当温度高于340℃时,失重过程趋于结束。XRD测试结果证实热分解终产物为正交晶系MoO3纯相。提出了仲钼酸铵在空气气氛中的热分解机理并进行理论验证,认为仲钼酸铵的热分解过程除第一阶段单纯失去4个结晶水外,其余3个阶段均失去摩尔比为2∶1的NH3和H2O。同时还通过各阶段热分解反应的焓变值,估算了实验条件下仲钼酸铵及相关分解产物的近似标准摩尔生成焓。     

苯甲酸铒的热分解反应机理研究

由水热法合成了苯甲酸铒配合物,用元素分析、ＩＲ表征了该配合物。它为层状结构。用ＴＧ、ＤＴＡ、ＩＲ研究了它的热分解机理。在氮气气氛下,热分解分两步进行：第一步分解生成二碳酸一氧盐和有机化合物;第二步二碳酸一氧盐进一步分解生成氧化物和二氧化碳。第一步中生成的有机化合物主要成分为二苯甲酮、９,１０－蒽醌和１,３－二苯基异苯并呋喃等。     

312树脂吸附钒的行为研究

研究312树脂吸附钒的过程,结粜表明:pH值与钒在溶液中的赋存状态有关,且pH值对312树脂吸附钒的影响很大,在pH=2.0时吸附效果最好.吸附交换速率主要受液膜扩散控制,表观吸附速率常数k298=2.07×10-5s-1.吸附过程遵循Freundlich方程;吸附热力学参数△H=9.26 kJ·mol-1,△S=53.59 J·mol-1·K-1,△G298=-6.71 kJ·-1ml-1,表观吸附活化能Ea=62.5 kJ·mol-1,可用4%NaOH溶液解吸.     

定向凝固合金DZ466在涂 NaCl/Na2 SO4盐条件下热腐蚀行为

采用涂Na Cl/Na2SO4盐方法研究了DZ466合金在850℃和950℃条件下热腐蚀行为.结果表明:合金的腐蚀层包括三个区域,最外层为(Ni,Co)O氧化物层,次外层为尖晶石结构氧化层(Ni,Co)Cr2O4,内层为内腐蚀层,850℃时该层为Ni3S2,而950℃时除Ni3S2外,在靠近次外层还形成内氧化Al2O3;在850℃和950℃时合金的热腐蚀机制相同,氧化膜连续性的破坏,是合金遭受热腐蚀的主要原因;热腐蚀增重曲线均符合抛物线规律,其速率常数分别为3.1×10-11g2·cm-4·s-1和1.5×10-9g2·cm-4·s-1,热腐蚀激活能分别为179.2 k J·mol-1和138.3 k J·mol-1.     

D155树脂对铒(Ⅲ)的吸附行为研究

用树脂吸附的方法系统地研究了树脂D155对铒(Ⅲ)的吸附行为,测定了不同介质pH、温度、吸附时间等因素对吸附的影响.测得该阳离子交换树脂在HAc-NaAc体系pH=5.7时吸附Er3 的性能最佳,其静态最大吸附量为280mg·g-1;测得其表观吸附速率常数k298=2.58×10-5s-1;测得吸附热力学参数分别为:△H=13.05kJ·mol-1,△S=50.52J·mol-1·K-1,△G=-2.00kJ·mol-1,该树脂对Er3 的表观吸附活化能Ea=10.42kJ·mol-1;树脂吸附铒(Ⅲ)符合Freundlich经验式.并对负载树脂解吸进行探讨.     

气相质谱法研究 Fe 与 CO2-- CO 氧化反应动力学

采用气相质谱在线监测反应气体成分变化的方法,研究了1273~1473 K范围内,不同比例CO2-CO混合气体对铁片恒温氧化的反应动力学.结果表明,氧化反应速率与二氧化碳分压呈线性关系,反应速率常数随CO2/CO体积比值增大而减小,铁片氧化反应的表观活化能为(137.7±15.8)k J·mol-1.该方法得到的结果与文献相比较,结果是可靠的,表明该方法可以用来在线研究气-固反应的动力学.