生物质锅炉中CaO和HCl反应动力学

生物质直燃发电是生物质能利用的重要途径,但燃烧释放的较高浓度的HCl会对锅炉系统产生多方面的危害。该文使用热重分析方法,研究生物质燃烧中CaO和HCl反应动力学。实验结果表明:在600～800℃内,随着温度的升高,反应速率不断加快,本征反应为Arrhenius型,实验测得活化能为35.90kJ.mol-1,指前因子为5.246×10-3 m.s-1。温度超过850℃以后,随着温度升高反应速率常数反而降低,活化能和指前因子是温度的函数,反应有负活化能。在该文的实验条件下,CaO固氯本征化学反应对HCl为一级反应。     

煤粉与半焦的混合燃烧特性及动力学分析

为探究煤粉添加半焦后混合燃料的燃烧性能,通过热重分析研究煤、半焦及其混合物的燃烧过程,得到燃烧特性参数.由于不同温度区间的燃烧反应机理不同,利用分段法对燃烧过程进行动力学分析,对燃烧反应的前、后期分别使用缩核反应模型和缩核内扩散模型进行模拟,从而得到动力学参数.结果显示,随着混合燃料中半焦含量增加,其可燃性指数和燃烧特性指数都减少,燃烧前期活化能由76.79 kJ·mol-1增加到92.75 kJ·mol-1,后期活化能由102.62 kJ·mol-1增加到107.94 kJ·mol-1,说明半焦的添加会降低混合燃料的燃烧性能.对比不同半焦含量的混合燃料的燃烧特性参数和动力学参数,半焦的质量分数应控制在15%以内最适宜.     

水溶性壳聚糖的热分解动力学研究

利用多重扫描速率法研究了商品水溶性壳聚糖(盐酸盐)的热分解反应动力学.主分解过程可以分为两个阶段,首先是高分子盐的分解,其次是高分子链的解聚合,两个阶段的反应活化能E和指前因子lnA值分别为173.99±2.63,128.97±1.87 kJ·mol-1和35.28±0.62,24.69±0.44 min-1.利用Achar微分法判定该物质两个阶段的热分解最概然机理函数相同,为f(α)＝ 1-α,该模型属于每个颗粒上只有一个核心的随机成核和随后生长机理.     

AlCl3催化1,1,1-三甲基-2,2,2-三氯二硅烷裂解的理论研究

结合采用DFT（B3LYP）及二级微扰方法对AlCl3催化1,1,1-三甲基-2,2,2-三氯二硅烷裂解反应的机理进行了研究.通过计算数据结果表明,此裂解反应为放热反应,理论产率比较高.反应可以同时按2种通道进行,其中通道2反应较为容易,其3步反应的焓变依次为：ΔH1（86.963 kJ.mol-1）,ΔH2（-237.596 kJ.mol-1）,ΔH3（-127.568 kJ.mol-1）.通道2的各步正反应活化能数值表明,第3步为速控步,其正反应的活化能E3为214.913 kJ.mol-1.     

铁矿--生物质复合球团还原行为及还原动力学

通过分析生物质合成气气氛下,不同组分复合球团(添加和未添加生物质)的还原速率、还原度、表面微观结构和失重变化规律,对球团中添加生物质的作用机理以及含生物质球团还原过程的限制性环节展开研究.添加生物质的复合球团表面结构比无生物质球团疏松,孔隙率高,有利于后续还原的热质传递,增加产物还原度,降低反应活化能;复合球团的还原以收缩核方式进行,在1123~1323 K温度范围内,界面化学反应是两种球团还原反应的主要控速环节;添加生物质后,有利于界面化学反应的进行,使得球团的还原表观活化能由95.448 kJ·mol-1降低到68.131 kJ·mol-1.     

合成双(β-丁氧甲酰乙基)锡二(巯基乙酸异辛酯)的新工艺

探讨了采用新工艺--水相法合成双(β-丁氧甲酰乙基)锡二(巯基乙酸异辛酯)的合成条件．产品用IR光谱及元素分析表征,并用DTA技术比较了原料及产品的热性能．结果表明,选用30％Na2CO3,溶液,温度控制在60℃,在反应过程中保持反应液pH值为6～7,恒温反应6h后,所得反应产物中锡含量为13.63％,收率可达97.7％,经DTA检测得产品热分解温度为232℃．此外,经理论计算得产品分解反应表观活化能为307.53kJ·mol-1,比作为原料的酯基氯化锡的分解反应表现活化能(111.24kJ·mol-1)大196.29kJ·mol-1,说明所得产品的热性能优于酯基氧化锡．毒性检测结果表明双(β-丁氧甲酰乙基)锡二(巯基乙酸异辛酯)为低毒产品．     

松木屑非等温热解动力学研究

通过热重分析法在不同升温速率(分别为10,30,50℃.min-1)下,采用非恒温热重法,以氩气为载气,流速60 mL.min-1,初温为30℃,加热终温为950℃.对粒径为80目的松木屑热裂解时的热失重行为进行了研究.结果表明:松木屑热解分为四个阶段,主要由预热干燥阶段、热解预热阶段、热分解阶段和热缩聚阶段4个阶段组成;生物质松木屑主反应阶段主要集中在180～600℃左右;随着升温速率的增大,松木屑原料热解的起始温度、热解最大速率所在的温度Tmax及热解终止温度都向高温处稍微移动.使用了Flynn-Wall-Ozawa积分法、Coats-Redfern积分法和Achar微分法对松木屑热解动力学参数进行求取,Flynn-Wall-Ozawa积分法得到的松木屑在热解过程中不同失重率下(0.1～0.80)的活化能都集中在142.35～220.12 kJ.mol-1范围内.按照Bagchi法对松木屑热裂解过程的最概然机理函数进行了推断.松木屑热裂解的最概然机理函数为15号机理函数随机成核和随后生长,反应级数n=2(Code:AE2),函数名称是Avrami-Erofeev方程.     

螺旋手性SWCNT的尺寸对赖氨酸分子手性转变反应的限域影响

采用量子力学与分子力学组合的ONIOM方法,研究了两种构象的赖氨酸分子限域在螺旋手性单壁碳纳米管内的手性转变机理.结构分析表明:纳米管管径越小,限域在其中的赖氨酸分子骨架形变越明显,手性碳上的氢原子与氨基上氮的氮原子距离越小.势能面计算表明,两种构象的赖氨酸分子限域在SWCNT(6,4)时,旋光异构反应决速步的吉布斯自由能垒分别是194.72和170.08kJ·mol~(-1),分别由质子从手性碳向氨基氮和质子从手性碳向氨基氮与氨基上的质子向羰基氧双质子协同迁移的过渡态产生的.与裸反应的此通道决速步能垒252.6kJ·mol~(-1)相比较有显著降低.两种构象的赖氨酸分子限域在SWCNT(6,4)内旋光异构反应的表观能垒分别是160.00和178.59kJ·mol~(-1).他们限域在SWCNT(7,4)内时,旋光异构反应决速步的能垒分别是238.28和217.18kJ·mol~(-1);限域在SWCNT(8,4)内时,旋光异构反应决速步的能垒分别是253.00和250.11kJ·mol~(-1).结果表明:螺旋手性单壁碳纳米管的孔径越小,对赖氨酸分子手性转变反应的限域催化作用越好;限域在SWCNT(6,4)内的赖氨酸分子构象1更容易旋光异构.     

夏威夷果壳热解特性实验研究

夏威夷果壳是一种农产品加工剩余物,随意处理会造成资源的极大浪费。采用同步热分析仪和红外光谱仪对夏威夷果壳的热解过程进行了研究,使用Coats-Redfern法计算了热解动力学。实验结果表明:夏威夷果壳的挥发分(78.67%)、木质素(42.81%)和C元素(47.45%)含量均较高,其主热解温度区间在275～410℃,热解总失重率为76.31%。随着升温速率的增加,热解反应的活化能和频率因子均增大,分别由58.737 kJ·mol~(-1)、11.689 min~(-1)增加到59.796 kJ·mol~(-1)、43.773 min~(-1),线性拟合系数均在0.99以上。傅里叶红外光谱仪对果壳热解固体产物进行了红外光谱分析,实验还表明夏威夷果壳的热解温度区间在300～500℃,热解过程主要是纤维素、半纤维素和木质素的解聚,与热重分析结果相一致。     

二氯卡宾与苯环加成反应机理的量化研究

用限制的Hartree-Fock从头算分子轨道理论研究了单重态二氯卡宾与苯的环加成反应机理,采用HF/3-21G*方法计算了势能面上各驻点的构型参数、振动频率和能量.结果表明,该反应途径由两步组成:(I)两反应物(R1 R2)首先生成一复合物(CM),它是一无势垒的放热反应,放出的能量为5.70 kJ mol-1;(II)复合物(CM)经过渡态(TS)异构化为产物(P),其势垒为78.93 kJ mol-1.     

Oil cracking： An important way for highly efficient generation of gas from marine source rock kitchen

The potentials of gas generation by kerogen in the late period and by crude oil cracking are closely related to the origin of natural gas in the high- to over mature marine area and their exploration perspectives. The carbon structure of kerogens, with different types and at different evolution stages, have been experimentally studied using the high magnetic field solid ^13C nuclear magnetic resonance technique in order to determine the oil and gas potential of kerogens. Results show that the contents of gas potential carbon（GPC） of types Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ kerogens at the high- to over mature stage are very low, indicating their weak gas-generating capacity and limited gas production; however, the content of oil potential carbon（OPC） of the low mature type Ⅰ kerogen is much higher, implying that a large amount of crude oil generated during the oil-generating period will be the material for later gas generation by oil cracking. The kinetic experiment of gas generation by crude oil cracking shows that, when the temperature is about 160℃（R0=1.6%）, the crude oil will start to produce large amounts of gas; the temperature range for major gas generation of crude oil is higher than that of the kerogens, and the gas production is 2 to 4 times higher than that of kerogens. The natural gas derived from oil cracking （called oil-cracked gas） is much abundant in methyl hexamethylene, which is quite different from the natural gas produced by thermal degradation of kerogens （named kerogen degradation gas） at high- to over mature stage.     

沸石咪唑酯骨架结构材料Co-ZIF-9催化氨硼烷水解制氢

采用溶剂热方法合成了沸石咪唑酯骨架结构材料Co-ZIF-9,并将其用于非均相催化氨硼烷水解放氢实验.结果表明:配位的Co-ZIF-9在室温下能够有效地催化氨硼烷放出氢气,且其催化活性远高于Co纳米粒子,Co-ZIF-9的多孔结构在催化中起了很大的作用.另外,Co-ZIF-9催化水解氨硼烷的活化能约为40.8 kJ mol-1,低于多数用于该催化实验的其他催化剂,表明所合成的沸石咪唑酯骨架结构材料Co-ZIF-9具有优越的催化性能.     

树脂D301M吸附草甘膦的热力学及动力学

通过静态吸附实验,研究了树脂D301M对草甘膦水溶液的吸附热力学和吸附动力学特性.测定了303.15～318.15K的等温吸附线和吸附动力学数据,并分别用Langmuir,Freundlich,Temkin模型拟合了树脂D301M吸附草甘膦水溶液的实验数据.结果表明,树脂D301M对水溶液中草甘膦的吸附符合Langmuir等温吸附方程,并根据热力学原理,计算出吸附热力学参数,其吸附焓值ΔH=58.42kJ.mol-1,ΔG0,ΔS0.树脂D301M的吸附过程符合准二阶动力学方程;采用Arrhenius方程计算出吸附的表观活化能Ea=165.22kJ.mol-1.     

抗癌新药CPA-7的水解活性的密度泛函研究

采用密度泛函理论的DFT方法,在B3LYP／6—31G（d,p）（除SDD用于Pt原子）理论水平上对抗癌药物CPA-7的两步水解反应机理从热力学和动力学方面进行了系统研究,三个水分子被引入到反应体系以提高反应体系的溶剂化能,我们的计算结果显示：构型A和B发生第一次水合过程的活化自由能分别为101．5和102．8kJ／mol^-1,紧接着发生第二次水合过程的活化自由能分别为113．7和104．6kJ／mol^-1,明显高于第一个过程,而且溶剂化效应使得活化势垒有所降低,该机理很好地解释了实验结果．     

对乙酰氨基酚原料及其片剂的热稳定性研究

用热分析方法测量了对乙酰氨基酚原料及其片剂的热失重曲线,从其热失重曲线可知：片剂的起始失重温度高于原料药.以升温速率为10K.min-1为例,片剂的起始失重温度为504K,而原料药的起始失重温度为464K.本文采用Kissinger法对所获得的热失重曲线进行解析,分别得到他们的表观活化能和指前因子;对乙酰氨基酚原料的表观活化能和指前因子分别为56.73kJ.mol-1和1.100×105;对乙酰氨基酚片剂的表观活化能和指前因子分别为103.0kJ.mol-1和8.340×108.由阿伦尼乌斯公式得到对乙酰氨基酚原料和片剂在298.15K下的热降解速率常数分别为1.27×10-5和7.50×10-10.热分析实验结果表明：对乙酰氨基酚片剂的稳定性高于原料的稳定性.同时,采用DSC测量了对乙酰氨基酚的原料与片剂的熔化过程,得到其相关的热力学参数.     

替硝唑的非等温热分解动力学及热稳定性研究

报道了用热重法(TG)研究替硝唑（Tinidazole,TNZ）原药及片剂中替硝唑热分解非等温动力学以及药物的稳定性,并对用热重分析仪测定片剂含量的方法进行了探讨.推断出原药热分解过程为零级反应,其动力学方程为dα/dt=Ae-(Ea)/(RT),热分解反应活化能Ea为99.7kJmol-1,指前因子A为3.60×107s-1;片剂中替硝唑的热分解过程为三维扩散级反应,其动力学方程为dα/dt=Ae-(Ea)/(RT)3/2(1+α)2/3/［(1+α)1/3-1］,活化能Ea为105.1kJmol-1,指前因子A为1.08×106s-1.实验表明替硝唑原药具有较高的热解活化能,热稳定性较好;在片剂中热分解机理和分解活化能发生改变,说明赋形剂对药物的热稳定性有一定影响.根据得到的热分解反应的机理函数和动力学参数,得到片剂有效存贮期与贮存温度的关系曲线,估算出在室温（25℃）下,分解率为10%时药物的存贮期为26.7年,分解率为5%时所需要的时间约为6.9年.     

烧结矿应用于化学链燃烧的反应特性

本文通过热重实验研究了烧结矿作为载氧体的H2还原反应特性,将其与通过溶解法制备的Fe2 O3/Al2 O3载氧体进行了氧化还原反应性比较,在500~1250℃范围内研究了温度对于烧结矿还原反应过程的影响,在950℃下进行了30次循环反应实验,采用四种模型进行了反应动力学分析.结果表明,烧结矿的H2还原转化率大于80%,可以完全再氧化,并具有良好的循环反应性能.在500~950℃范围内,随温度升高还原反应速率及最终转化率都显著增加;而当温度高于1100℃时,在反应后期还原反应速率和最终转化率有下降的趋势.在500~950℃范围内,对烧结矿的还原过程第一反应阶段( Fe2 O3-Fe3 O4/FeO,还原转化率<25%)可采用二阶反应模型( M2)拟合,得到表观活化能为E=36.018 kJ·mol-1,指前因子为A0=1.053×10-2 s-1;第二反应阶段(Fe3O4/FeO-Fe,还原转化率>25%)采用收缩核模型(M4)拟合,得到的表观活化能为E=51.176 kJ·mol-1,指前因子为A0=1.066×10-2 s-1.     

过碳酸钠分解等温动力学研究

本文利用热重分析仪 ,采用等温热重法 ,在 91～ 1 0 2℃范围内 ,研究了过碳酸钠在氮气氛围中的分解动力学。在氮气氛围中 ,过碳酸钠的分解为自催化模型。以最优化法 ,求得样品不同温度下的动力学模型参数。过碳酸钠分解的活化能 Ea=1 50 .89KJ· mol- 1 ,频率因子 A0 =5.6× 1 0 1 8。     

中药黄芩中4种黄酮类化合物的密度泛函理论研究

采用DFT B3LYP方法在6-311G(d)基组下优化计算了黄芩苷、黄芩素、汉黄芩苷和汉黄芩素,分别从自然电荷分布、酚羟基的解离焓及前线轨道等方面分析了它们的活性.结果表明;4个分子C5处酚羟基氢原子上的正电荷数都是最大的,所带正电荷顺序是:黄芩苷>黄芩素>汉黄芩素>汉黄芩苷;酚羟基的解离能分析得到抗氧化活性顺序与其相同;最高占据轨道和最低空轨道的能级差ΔE的顺序是:黄芩苷<汉黄芩苷<黄芩素<汉黄芩素.黄芩苷消除.OH自由基的过渡态计算得到的活化能是113.2kJ.mol-1,反应热为-1 053kJ.mol-1.各种计算数据都表明黄芩苷在这四种黄酮化合物中的活性最大,消除自由基的理论活性顺序与文献报道的顺序一致.     

硼铁精矿的碳热还原动力学

为了揭示硼铁精矿的碳热还原机理,以高纯石墨为还原剂,进行硼铁精矿含碳球团等温还原实验,并采用积分法进行动力学分析.还原温度分别设定为1000、1050、1100、1150、1200、1250和1300益,配碳量即C/O摩尔比=1.0.当还原度为0.1<α<0.8时,温度对活化能和速率控制环节有重要影响：还原温度≤1100益时,平均活化能为202.6 kJ·mol-1,还原反应的速率控制环节为碳的气化反应;还原温度>1100益时,平均活化能为116.7 kJ·mol-1,为碳气化反应和FeO还原反应共同控制.当还原度α≥0.8时(还原温度>1100益),可能的速率控制环节为碳原子在金属铁中的扩散.碳气化反应是含碳球团还原过程中主要速率控制环节,原因在于硼铁精矿中硼元素对碳气化反应具有较强烈的化学抑制作用.