基于可视化热重分析技术的宣纸热分解特性研究及动力学分析

为了解宣纸的劣化机理,本文利用可视化热重分析技术对宣纸在氮气与空气中的热分解过程进行了实验和分析,结果表明其过程主要阶段为发挥性成分的析出过程,宣纸样品经历快速失重、面积收缩且颜色加深,其中空气气氛可促进热分解反应并在反应后期氧化前期生成的炭化物;然后以高斯分布函数对微商热重(DTG)曲线进行拟合得到三组分,并且三组分的反应区间符合生物质的热分解特性且受气氛影响;此外,本文还基于Lab色彩空间对实时观察热分解图像进行了分析,其结果相比热失重数据在反应起始和中止阶段灵敏度更高,并可对热失重数据进行补充;同时,本文以Friedman法、FWO法计算宣纸在氮气与空气中的表观活化能E,得到氮气与空气气氛中的结果分别为195.4 kJ/mol、162.98 kJ/mol;最后通过Malek法对宣纸样品的热分解数据进行最概然机理函数的选择,并得到氮气中的热分解活化能E为245.60 kJ/mol,指前因子的自然对数ln A为37.39 s^-1;空气中活化能E在150.18～305.41 kJ/mol, ln A在49.13～20.18 s^-1。     

不同气氛下氟醚橡胶热分解动力学的对比研究

利用热失重分析方法(TGA),研究了氟醚橡胶生胶在空气和氮气中的热分解规律,并探讨了五种升温速率下的热分解动力学.应用Flynn-Wall-Ozawa法计算获得了其热解过程的动力学参数,并利用Popescu法推断得到了热解过程的反应机理函数.研究结果表明:氟醚橡胶生胶只呈现出一个主要的热失重峰;升温速率越大,热分解温度越高;氮气中更稳定且氧气对其热分解有一定的促进作用;空气中的热分解活化能平均值为172.5kJ/mol,氮气中的为260.9kJ/mol;两种气氛下,热解过程均不能由单一的机理函数来描述;空气中,340℃~370℃阶段机理符合相边界反应,球形对称,370℃~380℃阶段机理函数符合Ginstling-Brounshtein(G-B)方程,380℃~400℃阶段符合Zhuralev(Zh)方程;氮气中,400℃~430℃阶段机理函数符合Ginstling-Brounshtein(G-B)方程,430℃~460℃阶段机理符合相边界反应,球形对称.     

磷酸钴铵的合成及热分解动力学研究

以CoCl2.6H2O和(NH4)3PO4.3H2O为原料,在适量表面活性剂聚乙二醇-400的存在下,先在室温下研磨反应混合物进行固相反应,然后将反应混合物在80℃下保温陈化4h,接着用水洗去混合物中可溶性的无机盐,然后在110℃下烘干2h,得到(NH4)3CoPO4.H2O晶体材料。用XRD,IR,SEM及TG/DTA对产物进行表征。采用热重差热法(TG/DTA)分析研究该产物的热分解过程。结果表明,(NH4)3CoPO4.H2O在105～800℃有2个显著的失重平台,这2个失重过程机理函数所对应的活化能、频率因子(LnA)及热分解机理机理函数分别为:(a)E=97.83kJ/mol,lnA=23.26s-1,[ln(1-a)];(b)E=87.36kJ/mol,lnA=15.60s-1,1-(1-a)1/2。     

硫醇甲基锡的非等温热分解动力学及寿命

文章采用Kissinger、Flynn-Wall-Ozawa、Achar method、Coats-Redfem和Freemarr-Carroll方法对非等温动力学数据进行了分析,得到了热分解反应的机理函数、动力学参数和热分解反应动力学方程,热分解反应过程的最可几机理函数为D1抛物线法则,受一维扩散机理控制,表观活化能为105.0 kJ/mol,指前因子为9.65×109s-1,采用等温TG技术得到了失重5%、10%和15%的寿终指标。     

氟醚橡胶热分解规律及动力学研究

用热失重分析方法(TGA),研究了氟醚橡胶在氮气中的热分解规律,并探讨了不同升温条件和不同失重阶段氟醚橡胶的热分解动力学.研究结果表明：在氮气中,氟醚橡胶的热分解过程可分为两个阶段;不同升温速率下其热分解反应机理相同;升温速率越大,氟醚橡胶的分解温度越高.应用等转化率法(Friedman 微分法),在不假设反应机理函数的情况下,分析了氟醚橡胶热分解在不同转化率时的活化能,其平均值为241.4 kJ/mol;同时用Coats-Redfern法分析得出氟醚橡胶在不同升温速率时的热分解动力学参数基本相同.结合两种分析方法提出：氟醚橡胶在氮气中的热分解活化能E为244.3 kJ/mol,最理想的热分解反应机理函数为幂函数法则,其积分形式为g(α)=α3/2.     

对-叔丁基杯[4]的热力学和热分析动力学

用热重TG和DSC对杯芳烃对-叔丁基杯[4]热分解过程进行了研究,用多升温速率法和单升温速率法相结合的方法推断出了对-叔丁基杯[4]热分解的可能过程,并推断出了其可能的裂解反应动力学方程及热分析动力学参数;得出了结论脱包结甲苯的过程为23号机理函数,为三级反应过程,动力学方程为dα/dt=Ae-(E)/(RT)(1)/(2)(1-α)3;;表观活化能E为166.97 kJ*mol-1,指前因子A为1.67×1016 s-1;自身热分解脱去叔丁基的过程为1号机理函数,反应过程为一维扩散,动力学方程为dα/dt=Ae-(E)/(RT)(1)/(2)α;活化能E为248.89 kJ*mol-1,指前因子A为42.89 s-1.     

FeS热分解动力学的热分析

FeS诱发含硫油品自燃的事故受到了业界的日益关注。通过在不同升温速率(2,5,8,10,15℃/min)下的热分析实验,应用模型和非模型拟合研究了FeS的热分解动力学机理,结果表明:FeS受热氧化是FeS与氧气物理吸附、化学吸附和化学反应过程,对FeS的模型拟合结果不稳定,可靠性较差;采用等转化率法得到FeS热分解的表观活化能E=(135.81±8.27)kJ/mol;通过Satava-Sestak方程确定了FeS的受热分解符合成核和生长模型函数A2:g(α)=[-ln(1-α)]1/2,其表观活化能E=148.43kJ/mol,表观指前因子A=3.82×109 K/s。     

二氧化碳气氛下碳酸钙热分解动力学研究

对CO2气氛下CaCO3的热分解过程进行了研究.采用Flynn-Wall-Ozawa公式,避开反应机理函数,求得不同转化率α下的表观活化能E,并将其外推至零,得到新物相晶核形成时的活化能Eα→0=1 921.88 kJ/mol.然后运用Coats-Redfern积分式,计算出对应于30种机理函数和不同升温速率β下的表观活化能E,并将升温速率β外推至零,得到样品在热平衡态下的Eβ→0,比较Eα→0和Eβ→0后,可认为此反应过程最概然机理函数,即为n=1/4的成核与生长过程.分析了CO2气氛下CaCO3热分解经历的几个过程.     

纳米四水羟基硝酸氧铋的制备及在氮气气氛下的热分解动力学

利用反相微乳液法制备出了纳米四水羟基硝酸氧铋[Bi6O4(OH)4](NO3)6(H2O)4,并以热分析为手段对纳米[Bi6O4(OH)4](NO3)6(H 2O)4的热分解过程和非等温热分解动力学机理进行了研究.动力学研究确定了[Bi6O4(OH)4](NO3)6(H2O)4脱硝酸根反应属于球对称的三维扩散的D3机理,热分解表观活化能为E=98.90033 kJ/mol,lnA=27.13109.     

酚醛树脂保温板热解动力学研究

采用热重分析仪研究酚醛树脂保温板粉体热解行为.采用FWO法探讨活化能分布,机理函数法确定热解动力学模型.结果表明:10 K/min的升温速率下,酚醛树脂保温板粉体热解过程可分为三个阶段.低于180℃,粉体表面吸附水份受热脱附蒸发过程,失重约10％,符合一维扩散的D1机理函数模型,活化能约25 kJ/mol;180～408℃,交联网络的分解和主聚合物链的随机断裂,同时释放出低分子烃类挥发物,失重约32％,符合二级化学反应模型,活化能约为58 kJ/mol;408～800℃,芳香族组分分解,失重约28％,遵循三维扩散、球形对称模型,活化能约为67 kJ/mol;剩余固体物为炭,约占30％.DTG曲线出现多峰,证明酚醛树脂保温板热解是个复杂过程;随着升温速率提高炭得率略有增加.     

石墨结构层包覆铁纳米粒子的热分解动力学

以二阶FeCl3石墨层间化合物为前驱体,制备了石墨结构层包覆铁纳米粒子复合材料（GEINP）。利用TG-DTA和XRD分析了GEINP的分解过程,发现在700℃以前样品基本稳定。将TG数据带入FWO公式计算了700-1150℃范围内GEINP的分解表观活化能E,E=226.21 kJ·mol-1。用Coats-Redfern方程拟合发现GEINP的分解机理与二维扩散一致,并计算了指前因子A和表观活化能E。     

木粉、废旧橡胶和高密度聚乙烯复合材料的 热解动力学特性

将木粉、高密度聚乙烯(HDPE)与不同含量的废旧橡胶粉复合制备木橡塑复合材料,采用热重分析法(TGA)研究各组分材料及复合材料的热解动力学特性,并引入Flynn-Wall-Ozawa模型量化了组分及复合材料的表观活化能。结果表明:木粉、HDPE、废旧橡胶粉复合材料(WRPC)的热解出现两个显著的失重区(230～380 ℃和430～580 ℃),分别对应木粉/废旧橡胶和HDPE的热降解。木粉、废旧橡胶和HDPE热解过程平均活化能值分别为179.2、243.8和246.8 kJ/mol,WPC(木粉、HDPE复合材料)平均活化能为239.3 kJ/mol,WRPC活化能值较WPC低(200.3～208.4 kJ/mol)。活化能的变化表明木、橡、塑3种原料在复合材料的热解过程中具有协同效应,而废旧橡胶的掺入对复合材料的热降解特性发挥了显著的调控作用。     

邻苯二甲酸二元醇聚酯合成、表征与热解动力学

以钛酸四正丁酯为催化剂,2-乙基己醇为封端剂合成邻苯二甲酸聚1,2-丙二醇酯、邻苯二甲酸聚1,3-丁二醇酯和邻苯二甲酸聚1,4-丁二醇酯系列聚酯.经化学方法分析比较3种样品的酸值、羟值和皂化值.通过红外光谱仪、凝胶渗透色谱和热重分析仪-差示量热扫描仪等仪器分别分析比较了3种聚酯样品的分子结构、数均相对分子质量和分布以及热稳定性能,理论计算了热分解表观活化能.邻苯二甲酸聚1,2-丙二醇酯、邻苯二甲酸聚1,3-丁二醇酯和邻苯二甲酸聚1,4-丁二醇的分解焓分别为648.7 J/g、822.6 J/g和266.7 J/g,热分解表观活化能分别为77.36 kJ/mol、66.80 kJ/mol和71.22 kJ/mol.     

Study on Non-Isothermal Decomposition Kinetics of Ephedrini Hydrochloridum

The thermal decomposition processes of ephed-rini hydrochloridum and its kinetics are studied by TG-DTG techniques. A combined method, which includes Achar method, Coats-Redfern method, and Ozawa method, is put forward for determining kinetic model under non-isothermal conditions. By applying the combined method, it is determined that the thermal decomposition of ephedrini hydrochloridum is subjected to cylindrical symmetric diffusion. And the reactionfunction is f(α) = 2(1 -α)1/2 , apparent activation energy (115. 26±3. 55) kJ·mol-1 , pre-exponential factor 4. 62×108 s-1. Results show that the combined method is feasible and simple.     

环氧树脂与树状大分子PAMAM的等温固化反应动力学研究

以等温DSC法研究了在60、65、70和75℃下,环氧树脂E-44和树状大分子聚酰胺-胺（PAMAM）体系的固化反应动力学过程,结果表明该固化反应符合自催化反应模型. 通过Kamal方程计算出各固化动力学参数,其中反应总级数m+n在2.13～2.21之间,反应活化能E1和E2分别为52.65 、65.47 kJ/mol. 由于固化后期受扩散控制,且温度越低扩散控制越显著,引入扩散因子f(α)对Kamal模型进行修正,所得的修正模型能更好地描述固化全过程.     

菱镁矿粉及其料球分解的TG动力学

在热分析仪上进行了菱镁矿粉的程序升温(5、10、15、20、30 K/min)热重动力学实验,用Coats-Red-fern积分法确定了动力学特征参数。菱镁矿粉的分解可分为开始和快速两个阶段,分解速率可用一级速率式表示,活化能分别为130.784 kJ/mol和163.728 kJ/mol。升温速率的增加,开始分解和快速分解两个阶段的转换温度升高,转换分解分数降低。     

含氧气氛下的稻杆低温烘焙研究

以稻杆为原料考察了不同温度和含氧量下生物质的低温烘焙过程,研究了有氧烘焙的机理。对含氧气氛下不同停留温度时的质量残留率和微分热重分析（DTG）曲线进行分析发现,停留温度对质量残留率影响较大,是烘焙过程的主导因素。对6个不同含氧量下的质量残留率和DTG曲线分析可知,氧气加快了反应的进行,且随着含氧量上升发生分解的组分有所增加。建立了6个含氧量下稻杆低温烘焙的动力学模型并计算了动力学参数,发现稻杆表观活化能在1.33 kJ/mol到2.01 kJ/mol之间,且氧浓度与活化能的线性拟合度较好。     

Fe2O3/氮掺杂石墨烯复合材料的热分解动力学

对Fe₂O₃/氮掺杂石墨烯（NG）的热解行为进行热重研究,分析出物质的热分解特性和机理函数。通过水热法制备Fe₂O₃/NG样品,在氮气氛围的保护下分别以5、10、15、20 K/min的升温速率线性升温到1 473.15 K。使用Kissinger Akahira and Sunose（KAS）、Flynn-Wall-Ozawa（FWO）两种“model free”方法和Coats-Redfern模型拟合法进行热动力学拟合,结果表明：FWO和KAS两种拟合法估算的表观活化能变化范围分别为404.08~424.65 kJ/mol和405.52~427.10 kJ/mol,且表观活化能随着转化率的增大而增加;FWO和KAS两种拟合法估算的表观活化能平均值分别为410.92 kJ/mol和412.74 kJ/mol,相差0.4%;Mample Power（P3）是最能反映Fe₂O₃/NG分解机理的函数。     

β—环糊精的热稳定性及分解动力学研究

β—环糊精的ＤＳＣ曲线表明：β—ＣＤ在２６５～３７０℃之间有一大的吸热峰，温度超过３７０℃时转化为放热峰；吸热峰对应着β—ＣＤ失去结构水（分解过程），而放热峰表明是碳与氧反应生成二氧化碳的过程（氧化过程）．本文用等温热重法和线性升温热重法在氮气气氛中研究β—ＣＤ的分解过程，运用判断机理的三步判别法对实验数据分析证明：该过程是受三维扩散机理（Ｄ４）控制．其热分解过程的表观活化能Ｅ＝１６８．７９ｋＪ／ｍｏｌ，频率因子Ａ＝１．１２５０×１０１３ｍｉｎ－１．     

ACPDA引发丙烯酰胺聚合动力学的研究

以Ｎ,Ｎ－二甲基甲酰胺（ＤＭＦ）为溶剂,研究了４,４‘－偶氮二（４－氰基戊酰（对－二甲基氨基）苯胺）（ＡＣＰＤＡ）在６５℃引发丙烯酰胺（ＡＡＭ）聚合的动力学行为,测定了反应级数和聚合反应表观活化能,得到了该温度下的聚合速率方程：Ｒｐ＝Ｋ（ＡＣＰＤＡ）＾０．４８（ＡＡＭ）＾１．０３,聚合反应的表观活化能为１２６．４ｋＪ／ｍｏｌ。