TG—DSC联用技术在磷矿石热分解上的应用

运用TG—DSC联用技术研究了磷矿石的热分解过程,得到了磷矿石在不同粒度、不同升温速率下的TG—DSC曲线．结果显示磷矿石在40～1100℃范围内可分为4次失重阶段;随着粒度的减小。TG曲线中的失重阶段更为明显和彻底,DSC曲线的吸热峰更为尖锐;随着升温速率的提高,磷矿石热解段起始和终止温度向高温侧移动,且失重率也有增大的趋势;使用Ozawa法计算了磷矿石在600～800℃吸热分解过程的活化能,平均值为202．80kJ/mol,为磷矿石的资源化利用提供依据．     

含氯有机废料资源化处理基础研究II.热重法研究PVC热解脱氯过程

对不同升温速率下 PVC热失重曲线 ( TG)以及热解产物的元素组成进行了分析 ,结果表明 PVC热解分为两阶段。第一阶段为主要的脱氯阶段 ,主要产物为 HCl,并伴随有缩聚反应 ,反应为一级反应 ,反应活化能为 1 30 k J/mol。第二阶段为初步脱 HCl的残留物进一步裂解 ,生成线型和环状结构的低分子烃类混合物。不同升温速率条件下得到的 TG曲线形状类似 ,随着加热速率的增大 ,TG曲线总体上表现为向右漂移     

几种典型城市生活垃圾的热解特性和动力学分析

针对四种不同的城市生活垃圾原料:木屑、稻草、橡胶和塑料在不同升温速率(10、20、30、40℃/min)下进行的热重分析试验,探讨生物质热解的影响因素。通过热重曲线分析城市生活垃圾的热解规律,并使用阿伦尼乌斯公式和Coats-Redfern积分法计算热解反应动力学参数。研究结果表明:几种典型的城市生活垃圾热解过程分三个阶段:干燥预热、快速失重和缓慢失重阶段。随着升温速率的增加,热解曲线向高温区移动,升温速率升高对热解过程总失重量影响不大;但是提高升温速率会加快热解反应过程。塑料相对于其他三种物质热解失重峰值温度高出120℃以上,塑料的活化能远大于其他三种物质,是四种城市生活垃圾最难热解的物质。     

稀酸水解木素的热失重特性及其动力学分析

采用热重分析的方法研究了稀酸水解木素在不同升温速率时的热解特性及升温速率对热解反应的影响,并根据微分热重曲线,建立了动力学模型,计算了热解反应的动力学参数.结果表明:200～450℃温度区间是水解木素热解的主要阶段;随着升温速率的增大,热重曲线向高温区移动,升温速率为10、20和30℃/min时,失重速率分别在311.9、323.8和338.1℃左右出现最大值,且微分热重曲线均只出现一个较大的失重峰.根据Coats-Redfern法,稀酸水解木素在不同升温速率下的热解可用两个一级反应表示,随着升温速率的提高,活化能有所降低,低温区稀酸水解木素的活化能在18.27～18.47kJ/mol之间,高温区的在74.45～84.37kJ/mol之间.     

含氯有机废料资源化处理基础研究Ⅱ.热重法研究PVC热解脱氯过程

对不同升温速率下PVC热失重曲线（TG）以及热解产物的元素组成进行了分析，结果表明PVC热解分为两阶段。第一阶段为主要的脱氯阶段，主要产物为HCl，并伴随有缩聚反应，反应为一级反应，反应活化能为130KJ/mol。第二阶段为初步脱HCL的残留物进一步裂解，生成线型和环状结构的低分子烃类混合物。不同升温速率条件下得到的TG曲线形状类似，随着加热速率的增大，TG曲线总体上表现为向右漂移。     

KOH活化杨木制备活性炭的特性研究

通过热重法对杨木颗粒以及用KOH浸渍后的杨木颗粒进行热解实验,通过TG、DTG、DSC曲线的变化规律,分析在主要失重阶段发生的物理变化、化学变化以及炭得率.结果表明:活化剂KOH中的K+对木材的热解具有催化作用,形成活性炭的温度基本为600,℃,温度高于800,℃时,活性炭发生烧失反应;升温速率对炭得率几乎没有影响;加入活化剂KOH后,提高了炭得率,但是炭得率与活化剂/杨木颗粒的质量比值成反比.     

硫化亚铁的热分析动力学

利用热重(TG)分析和差示扫描量热(DSC)法考察FeS受热氧化性质的特点,运用多升温速率法计算FeS的动力学参数.结果表明:FeS试样的DSC曲线有2个明显的峰,在143℃左右有1个由相变引起的吸热峰,在高温段有1个氧化放热峰;其TG曲线呈恒重→增重→失重→恒重的变化规律,但是氧化起始温度较高,氧化过程缓慢;FeS热分解反应的平均活化能为125.89 kJ/mol,指前因子为1.55763×1011s-1,其反应符合随机成核和随后生长动力学模型,最概然函数为G(α):[-ln(1-α)0.4124.     

稻壳热解特性及其动力学研究

研究不同粒径的稻壳以及其在不同的升温速率下的热解特性。从TG和DTG图上可看出,粒径为0．88～0．38mm的稻壳的失重率（约60％）最大,粒径在0．08mm以下的失重率最小（约55％）;随着升温速率的增加,TG和DTG曲线向高温侧移动,热流率逐渐增大,最大失重速率对应的温度升高,而最大失重速率降低。采用FWO法和Popescu法计算了稻壳热解的动力学参数并确定最佳机理函数。     

氮气气氛下玉米淀粉热分解动力学参数

为确定玉米淀粉热分解反应的化学动力学参数,在氮气气氛下以5,10,15℃/min升温速率对其进行了热重分析.结果表明:玉米淀粉受热过程可分为3个阶段;升温速率不同,各阶段的起始与终止温度存在差异;阶段Ⅰ起始温度为25℃,终止温度为125~146℃,阶段Ⅱ起始温度为266~274℃,终止温度为341~373℃,阶段Ⅲ的开始温度为342~378℃,终止温度为427~520℃;在阶段Ⅱ中玉米淀粉的热分解较为明显,反应的活化能为324.3~355.9 kJ/mol,反应级数为1.6~2.1;动力学参数计算的淀粉失重预测值与实验值一致性较好.     

木质素热解的TG-FTIR实验研究

利用热重红外分析仪(TG-FTIR)对木质素进行热重分析及主要气相产物分析,并探讨了升温速率和碱金属盐对木质素热解过程的影响规律。结果表明：随着升温速率的增加,挥发分析出阶段DTG曲线的峰型变宽,热解起始温度、最大失重峰温均向高温侧移动,且较高的升温速率不利于气相产物的析出。添加碳酸钠、碳酸钙和碳酸钾对木质素热解主反应区反应速率的影响较小,相比碱金属盐的加入量而言最终热解固体产物略有增加,同时碱金属盐的添加对气相产物的析出有明显抑制作用。与其它两种碱金属盐相比,碳酸钙的加入对600~700℃温度区间内木质素热解产生的CO和CO₂产量有一定的促进作用。     

麻黄“上沫”成分的热分析TG-DTG-DSC及热解GC-MS研究

 以热重-微分热重法（TG-DTG）和差示扫描量热法（DSC）对麻黄“上沫”进行热分析研究,并进一步通过热解 GC-MS技术解析麻黄“上沫”的化学组分。结果表明,麻黄“上沫”质量丢失的主要温度范围在250~560 ℃, 以305 ℃和506.3 ℃时的质量丢失速率最大,在364.8 ℃和508.2 ℃各有一个明显的放热峰。麻黄“上沫”为有机化合物,在450 ℃条件下,热解 GC-MS检测,初步鉴定出28种化学物质。首次为麻黄入药需先煎去“上沫”的制法提供了实验数据支持。     

二茂铁基超支化聚（胺一酯）的热性能研究

用二茂铁甲酸对第1～4代超支化聚（胺一酯）（G1-HAPE-G4-HPAE）进行端基改性,合成第1～4代二茂铁基超支化聚（胺一酯）（G1-HPAE-Fc～G4-HPAE_Fc）．通过紫外一可见分光光度计（Uv_Vis）、热重（TG）、微分热重法（DTG）、差示量热扫描法（DSC）、红外光谱（FT-IR）和元素分析对HPAE-Fc的接枝率、热分解行为和热分解产物的结构进行研究．结果表明：HPAE-Fc比HPAE具有更好的热稳定性,二茂铁基团的引入能显著提高热稳定性．G3-HPAE-Fc的热分解行为分为3个热失重阶段,190℃时开始分解,温度上升到240和360℃,重量损失率分别上升到19％和58．5％,500~600℃时开始停止失重,最终重量损失率为75．8％,剩余物为碳和铁元素．热分解机理较复杂,其过程可能伴随着一些连续反应的发生,包括酯基等弱键的断裂、中间产物的形成和二茂铁基团的热分解等．     

超支化聚酯基二茂铁/环氧树脂复合材料的固化行为及性能研究

采用非等温DSC法对超支化聚酯基二茂铁/环氧树脂固化体系的固化反应热行为及固化动力学进行了研究,分别利用Kissinger和Ozawa动力学模型计算得到各体系固化反应的表观活化能,利用Crane模型计算出固化反应级数,通过固化体系的DSC数据确定了体系的固化工艺为100 ℃2 h→140 ℃2 h→160 ℃1 h,并通过TG及DSC测试了在该工艺固化后复合材料的5%热失重温度在287~330 ℃,玻璃化转变温度在105.29~130.27 ℃之间,具有良好的热性能.      

生物质花生壳热分解及热分解模拟

用NETZSCH-STA409PC热分析仪研究了生物质花生壳的分解规律和动力学.花生壳的热分解主要有3个失重过程,第1个发生在80～100℃,为失水过程,对应DSC为吸热,失重量6%;第2个发生在100～380℃,为花生壳的热分解过程,该过程为吸热,失重量54%;第3个发生在380～700℃,为热分解残余有机物缓慢分解过程,失重量为16%;700℃后,基本恒重.讨论升温速率、粒度、气速对热分解曲线的影响.拟合了动力学方程函数,并求出动力学参数.花生壳分解可用三维扩散模型(D3)模拟,活化能E=141.67kJ.mol-1,指前因子lgA=8.645 4,用所得D3模型动力学方程预测,在花生壳分解过程中于360℃保温12min它的分解率近100%.这个结果能够用于优化气化分解过程.     

GAP改性单基球形药的热分解性能研究

采用热重-微热重(TG-DTG)和差示扫描量热(DSC)实验,研究了纯单基球(NC)、聚叠氮缩水甘油醚(GAP)以及GAP改性的单基球形药的热分解性能,探索了球药中主要组分NC和GAP之间的相互作用. 实验结果表明:GAP质量分数分别为20%和30%的改性单基球形药在发生热分解时,存在GAP的热分解过程,且其主链的热分解峰值温度较纯,GAP相应的峰值温度分别提前3.5℃和8.4℃. DSC测试显示,NC的热分解产物和热量使GAP质量分数为20%和30%的改性单基球中—N₃基团的放热峰分别降低8.18℃和7.70℃,即发现在GAP改性的单基球中,NC的存在对GAP的热分解具有一定的促进作用.      

聚碳酸亚丙酯可降解复合材料的制备与性能

为提高PPC的性能,通过溶液共混法实现聚碳酸亚丙酯（PPC）与聚乙二醇（PEG）的共混.利用核磁共振（1H-NMR）、傅立叶红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）、差示扫描量热（DSC）、热重分析（TG）研究了共混物复合材料的性能.实验结果表明聚合物之间为简单的物理共混,没有发生化学反应,相容性较好;复合材料的玻璃化转变温度和热分解温度最高分别达到63℃和254℃,比纯PPC提高了41℃和29℃;复合材料的亲水性随着PEG组分的增加而增大,是PPC的23~29倍;复合材料溶液降解性能最多比PPC提高9倍,复合材料90天生物降解失重率比PPC提高4~6倍.     

Mg（CH3COO）2·4H2O的热分解机理

用热分析（TG／DTG／DTA,DSC）、X射线衍射（XRD）技术研究了固态物质Mg（CH3COO）2·4H2O在氩气中热分解过程。热分析结果表明,Mg（CH3COO）2·4H2O在氩气中分两步分解。其质量变化率与理论计算相吻合。XRD结果表明,Mg（CH3COO）2·4H2O分解最终产物为MgO。用Friedman和FWO法对分解过程的活化能E进行了初步计算,依此为初始值,用多元非线性回归得到了分解步骤可能的机理函数和动力学参数。     

镁铝碱式碳酸盐阻燃剂的热分析及吸热值优化

研究了镁铝碱式碳酸盐阻燃剂([Mg6Al2(OH)16CO3]4H20）的热分析及差示扫描量热法（DSC）吸热值的优化。讨论了不同的铝源（分别以AlCl3、NaAlO2为铝源）、不同的镁铝摩尔比对所得镁铝碱式碳酸盐复合阻燃剂的相结构、热分解温度和DSC吸热值的影响。结果表明：原料中铝源的选取对其热分解温度有决定性的影响；在一定范围内，合理的镁铝比可优化DSC吸热值，得到热性能优异的镁铝碱式碳酸盐复合阻燃剂。     

聚乳酸/纳米石墨薄片复合材料的热分解动力学

采用溶液浇铸法制得聚乳酸/纳米石墨薄片复合材料.以TG/DTG为手段,研究了该纳米复合材料在氮气气氛中的热分解变化,利用Flynn-Wall-Ozawa(FWO)方程和Friedman方程对其进行了动力学分析.结果表明,纳米石墨薄片对聚乳酸热分解的初期过程影响比较明显,当失重百分率为2%时,聚乳酸热分解温度最高提高16.3℃;当添加纳米石墨薄片含量为5%时,纳米石墨薄片能提高聚乳酸的热分解活化能,两种方程处理的结果具有一致性,对活化能的影响也主要体现在热分解的初始阶段.