丝素纳米复合材料的热分解反应动力学及热力学

对静电纺丝技术制备的丝素/聚乳酸纳米纤维复合膜进行了扫描电子显微镜观察和热重分析,利用Kissinger,Ozawa-Doyle,Vyazovkin动力学模型及Achar微分法、Coats-Redfern积分法比较了2种不同质量比(1∶5和2∶5)的丝素纳米复合膜的热分解反应动力学.结果表明,2种材料纳米纤维结构具有热力学宏观相容性,聚乳酸含量高的丝素纳米复合膜的起始分解温度、活化能和活化焓较高;丝素纳米复合膜在473～618 K的热分解过程中,SP1-5与SP2-5试样的最佳机理函数为f(α)=4(1-α)~(3/4)与f(α)=4{(1-α)[1-(1-α)~(1/2)]}~(1/2).     

氨浸法从含砷石灰铁盐渣中回收锌的动力学研究

采用氨浸法回收含砷石灰铁盐渣中锌,研究了不同浸取剂、浸取剂的组成、总氨浓度、氨水与铵盐配比、液固比等工艺条件对锌浸出效果的影响,分析了锌的浸出动力学.结果表明:以氨水和碳酸铵组成的浸取体系为浸取剂,当总氨浓度为5 mol/L,氨-铵盐摩尔浓度比为2∶3,液固比为4∶1时,锌的浸出率为56.21%.由宏观模型得出锌的浸出在温度为288～323 K内遵循"未反应核缩减"模型,受内扩散控制,浸出动力学方程为:1-2α3-(1-α)2/3=232×exp(-32245/RT)t,浸出表观活化能为32.24 kJ/mol.     

碳酸钙热分解反应动力学的不同方法研究

因比较法和主曲线法在求算热分解动力学"三因子"时基本原理和处理方法不同,为此而探讨了2种方法处理的结果是否一致.利用热重分析(TGA)技术研究了碳酸钙热分解过程,通过这2种方法分别求算了碳酸钙热分解反应动力学"三因子".比较法结果:活化能Ea为174.00kJ·mol-1,指前因子A为9.63×106s-1,机理函数微分形式和积分形式分别为f(α)=2(1-α)1/2和g(α)=1-(1-α)1/2;主曲线法结果:活化能Eα=169.81 kJ/mol,指前因子A=3.84×106s-1,机理函数微分表达式为f(α)=2(1-α)1/1.57,积分表达式为g(α)=1-(1-α)1/1.57,2种方法所得结果基本吻合,说明这2种方法判定动力学"三因子"的一致性和可靠性.     

高温CH_4、CO_2、水蒸汽催化反应宏观动力学模型

使用积分反应器在孔砖型催化剂原型上研究了 CH_4、CO_2和水蒸汽催化反座。获得的宏观反应动力学模型为{R_(CH_4)=0.099exp(-50010/RT)P_(CH_4)~(3·31) P_(CO_2)~(-2·39)R_(CO_2)=0.22exp(-86503/RT)P_(CH_4)~(2·40) P_(CO_2)~(-1·69)(1-Q./K.)     

湿法提纯石英过程的动力学研究

为了提高湿法提纯石英的浸出效率并提供理论依据,从动力学角度研究了酸浸提纯石英工艺中除Al的浸出过程并建立动力学模型.在ω(HF)=2％、ω(H2C2O4)=3％、ω(HNO3)=30％,液固比4:1,搅拌转速150 r/min,粒径100～120目的实验条件下,通过常用的液固相化学反应动力学模型的比较并结合宏观现象,得到描述浸出过程的经验方程,湿法提纯石英过程浸出Al的动力学模型为基于界面反应模型的微粒模型.杂质Al的去除率X(Al)对反应时间t的关系式为1-[1-X(Al)]1/3=k2"t,浸出过程频率因子A=58 204.04 s-1,反应表观活化能为E=44.588 1 kJ/mol,属于化学反应控制.提高温度和酸液浓度、降低石英颗粒的半径,均可提高Al的浸出速率和浸出率.     

硝酸“催化”分解黄铁矿的动力学研究

本文在333～363K,硝酸根浓度0.1～0.5mol/L的条件下,实验研究了常氧压下硝酸“催化”分解黄铁矿的动力学。结果表明,黄铁矿分解后其中所含硫主要转化为硫酸根,浸出过程受化学反应控制,符合收缩未反应核模型,其表观活化能为39.87kJ/mol。根据实验结果推导出浸出速率的数学模型为: 1-(1-α)~(1/3)=6.30×10~2C_(NO_3)~(0.83)·C_H~(0.81)·r_0~(-1)·exp(-39.87×10~3/RT)t     

糖蜜酒精废液脱钾树脂的解吸动力学

【目的】研究糖蜜酒精废液脱钾树脂BK-001中K~+的静态解吸过程。【方法】考察洗脱剂温度、浓度及树脂粒径对K~+解吸过程的影响,用动边界模型描述K~+的解吸过程。【结果】确定糖蜜酒精废液脱钾树脂BK-001中K~+的解吸过程为颗粒扩散控制,该反应的表观活化能为40.9kJ/mol,反应级数为1.19,表观频率因子为5.27×10~4 min~(-1),假二级动力学模型更适合描述K~+的解吸过程(R~20.995)。K+解析过程的总动力学方程式为1-3(1-F)~(2/3)+2(1-F)=5.27×104r20[H2SO4]~(1.19)e_((-4.09×10~4))/RT。【结论】脱钾树脂BK-001的解吸动力学方程为糖蜜酒精废液脱钾树脂的再生及钾盐资源的综合利用提供理论依据。     

粉煤灰纯碱煅烧熟料的铝浸出率研究

以山西朔州燃煤电厂高铝粉煤灰为对象,研究了煅烧温度为880℃,保温90 min条件下,粉煤灰纯碱煅烧后熟料在硫酸溶液中的铝浸出条件,揭示了铝浸出过程的动力学机制。研究结果表明,H2SO4溶液的浓度在7~9 mol/L之间,固液比(g/L)为1∶4、浸取时间在30~40 min之间、浸取温度在70~90℃之间时,可获得较高的氧化铝浸出率;H2SO4溶液浓度与浸取温度对氧化铝浸出率影响较大,浸取时间对浸出率影响不明显。煅烧熟料浸出过程符合液-固多相反应的内扩散控制模型,反应表观活化能为7.65 k J/mol.     

一株丛毛单胞菌对2-吡啶甲酸的好氧生物降解

在好氧条件下分离筛选到一株以2-吡啶甲酸为唯一碳、氮、能源的菌株,经16SrRNA基因序列分析鉴定为丛毛单胞菌(Comamonas sp.),并命名为ZD3。分别考察了培养液pH值和2-吡啶甲酸初始质量浓度对ZD3降解性能的影响,发现该菌株可在pH值为5.0~9.0的范围内降解2-吡啶甲酸,其中7.0为其最适pH值;当2-吡啶甲酸初始质量浓度分别为100、200、400、600和800mg·L~(-1)时,ZD3对其完全降解的时间相应为12、17、20、78和114h。零级动力学模型可比一级动力学模型更好地描述ZD3对2-吡啶甲酸的降解特性,当2-吡啶甲酸的初始质量浓度为100~400mg·L~(-1)时,降解速率常数k_0随着浓度的增加而增大,并在400mg·L~(-1)时达到最大值;当初始质量浓度为600~800mg·L~(-1)时,k_0开始下降,呈现抑制作用。紫外光谱和高效液相色谱-离子阱-飞行时间质谱表明,在2-吡啶甲酸的好氧生物降解过程中,第一步反应为α羟基化反应,产物为6-羟基吡啶甲酸。     

ZnC2O4·2H2O-NiC2O4·2H2O在空气中的热分解动力学

通过热重法(TG-DTG)、差示扫描量热法(DSC)、X射线衍射(XRD)技术研究了固态物质ZnC2O4·2H2O-NiC2O4·2H2O机械混合物(摩尔比3:2)在空气中热分解的过程.TG-DTG的曲线表明:其热分解过程TG曲线中4个明显的台阶与理论失重相吻合.XRD结果表明:样品在500℃煅烧生成为较好晶型的ZnO-NiO混合物.用Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)法和Ozawa法求取Ea,用热分析动力学三因子求算的比较法判断出可能的机理函数.ZnC2O4和NiC2O4热分解的活化能分别为175.69～176.48 kJ/mol、220.28～200.93 kJ/mol,ZnC 2O4和NiC2O4分解反应过程可能遵循的机理函数微分形式分别为f(α)=3(1-α)[-ln(1-α)]2/3和f(α)=2(1-α)[-ln(1-α)]1/2;积分形式分别为g(α)=[-In(1-α)]1/3和g(α)=[-ln(1-α)]1/2,都属于随机成核和随后生长型机理函数(Avrami-Erofeer),Am,其调节因子m=3、2.     

锡林浩特褐煤提质同步热分析动力学分析

为研究褐煤提质过程中的现象和规律，本文测定了流动气氛中，锡林浩特褐煤提质过程的非等温热重分析-差示扫描量热法（TG-DSC）同步热分析数据。将无模型法（Friedman法）与多重扫描速率法（升温速率分别为5、10、15、20、25和30K/min）结合，得出不同粒径（74~104μm、104~124μm和124~178μm）下测试样品提质过程的质量动力学模型与热动力学模型。综合两种模型可以发现，粒径越小，质量行为与热行为越一致，并且机理函数模型E1:α、B1:α(1-α)和D1:1/2α适合描述锡林浩特褐煤的提质过程。     

酸式邻苯二甲酸铜的热分解动力学研究

在水溶液中用硫酸铜和邻苯二甲酸氢钾反应合成了Cu(C8H5O4)2·2H2O,并得到了该配合物的单晶体,通过元素分析、IR光谱、TG-DTA对产物进行鉴定.以Achar法、Coats-Redfern法对TG曲线数据进行非等温动力学拟合,得到第一步脱水反应的动力学方程为dα/dt=Aexp(-E/RT)2(1-α)[-1n(1-α)]1/2,活化能E=135.0kJ/mol,指前因子lg(A/s-1)=14.89;第二步热分解的动力学方程为:dα/dt=Aexp(-E/RT)[-ln(1-α)]-1,活化能E=289.7kJ/mol,指前因子lg(A/s-1)=26.86.     

2-Sylow子群的阶及元素最高阶和次高阶与A_8相同的有限群

讨论了群的2-Sylow子群的阶及元素的最高阶和次高阶与A_8相同的有限群.利用群的素图及外自同构群、幂零群的若干性质,得出结论:若群G的2-Sylow子群的阶及元素的最高阶和次高阶与A_8相同,则存在H■G,使得下列结论之一成立:(i)G/H?A_8,|G|=2~6·3~α·5~β·7,其中H为3~(α-2)阶且方指数整除3的幂零群,或5~(β-1)阶初等Abel群,或3~(α-2)·5~(β-1)阶且方指数整除15的幂零群;(ii)G/H?L_3(4),|G|=2~6·3~α·5~β·7,其中H为3~(β-2)阶且方指数整除3的幂零群,或5~(β-1)阶初等Abel群,或3~(α-2)·5~(β-1)阶且方指数整除15的幂零群.由此得到推论:若|G|=|A_8|,K_i(G)=K_i(A_8)(i=1,2),则G?A_8.     

苯乙烯聚合的分子量分布 Ⅰ.全转化率范围的聚合反应速率

研究了100℃、120℃、140℃、160℃热引发苯乙烯聚合反应速率在0～95%转化率范围的变化规律,建立聚合反应动力学模型:R_p=A[M],A=(I/(k_1/k_p~2))~(1/2)=A_0+A_1x+A_2x~2+A_3x~3,(x为转化率,A_0,A_1,A_2,A_3不随x变化,与温度有一定函数关系)。发现链引发反应速率常数的变化规律:二级反应的K_(I2)=0.5390×10~7e~(-13 910/T);三级反应的K_(I3)=1.102 4×10~6e~(-14 094/T)。     

成型菱镁矿粉矿分解动力学

为研究成型菱镁矿粉矿在分解过程中的分解行为机理,利用TG法分析成型菱镁矿粉矿在3,4,5℃/min升温速率下的转化率,并通过Coats-Redfern方程确立成型菱镁矿粉矿热分解动力学三因子。结果表明:成型菱镁矿粉矿分解活化能为96.67 k J/mol,指前因子为4.18×10~5s~(~(-1)),反应机理为三维扩散,由Z-L-T方程控制的三维扩散3D模型为最概然机理函数,动力学微分方程为dα/dt=4.18×10~5exp(-96.67/RT)1.5(1-α)~(4/3)[(1-α)~(-1/3)~(-1)]~(-1)     

三元共聚高吸水树脂CTS/AMPS/AM的合成和热分解动力学研究

以壳聚糖(CTS)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和丙烯酰胺(AM)为单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂,采用静置热聚合法合成三元共聚高吸水树脂CTS/AMPS/AM.通过FT-IR和SEM对树脂的结构进行表征;并利用TG-DTG技术研究了树脂在氮气气氛中的热分解动力学.结果表明三元共聚高吸水树脂CTS/AMPS/AM的热分解平均活化能及指前因子分别为:E=125.00 kJ/mol,lg(A/s-1)=9.77;其分解反应微分函数为:f(α)=6(1-α)2/3[1-(1-α)1/3]1/2;积分函数为:g(α)=[1-(1-α)1/3]1/2,对应的热分解反应方程为:dα/dT=6(1-α)2/3[1-(1-α)1/3]1/2(5.89×109/β)(-125.00×103exp/RT).     

纳米铝粉的非等温氮化动力学

在不同升温速率条件下,利用同步差示扫描量热法(DSC)/热重法(TG)来研究纳米铝粉的非等温氮化动力学,通过5种积分法和一种微分法对数据进行处理,获得了纳米铝粉非等温氮化的最可机理函数。结果表明,氮化反应的表观活化能和指前因子分别为111.74 k J·mol~(-1)和103.46 s~(-1)。反应机理服从n=3/2的幂函数法则,其动力学方程为dα/dt=10~(3.28)·α~(-1/2)·e~(-13439.9/T)。     

2-溴-4-氯-6-[(E)-(2-氯苯基)亚氨甲基]苯酚晶体的热分析动力学研究

采用 TG/DTA 联用技术,研究了2-溴-4-氯-6-[(E)-(2-氯苯基)亚氨甲基]苯酚(简写为 BCCP)在氮气气氛中的热行为,结果表明其热行为可以分为晶型转化和升华两个阶段,并且得到了在3、4、5、6、7 K· min-1不同线性升温条件下,BCCP 热分析动力学方程和动力学参数,即由多升温速率等温法判断该过程可能的机理函数,其积分形式g(α)=α,由迭代的等转化率法求得Ea=77.165 2 kJ·mol-1,在 g(α)和 Ea的基础上求出指前因子A=7.621 26×102 ～1.381 70×103 s-1.     

新型螯合型改性红薯淀粉对Pb(II)的吸附研究

红薯淀粉(SSt)与马来酸(MA)在吡啶的催化下,发生酯化反应,合成了对Pb(Ⅱ)具有高效率吸附性能的新型改性淀粉螯合吸附剂。通过探究反应物配比、合成温度(T1),确定了其最佳制备条件:m(SSt)∶m(MA)=5∶3,T1≥70℃。考察了吸附时间、模拟废液p H、Pb(Ⅱ)浓度、吸附温度对吸附量的影响。吸附过程符合二级动力学模型假设,线性回归方程为:y=0.033 4x+0.406 1,R2=0.989 4,k=6.764×10-3g/(mmg·h),Qe(理论平衡吸附量)=29.94 mg/g、Qe(实验平衡吸附量)=26.14 mg/g。     

SBS-g-MMA的合成及热降解动力学分析

将甲基丙烯酸甲酯(MMA)与SBS接枝共聚制得SBS-g-MMA接枝共聚物.利用热分析法研究了该共聚物在升温速率为10 K·min-1的N2气、O2气气氛中的热降解过程与热降解动力学.确定了SBS-g-MMA在N2气气氛下的热降解过程分2步完成,第1步热降解温度为530～720 K,第2步热降解温度为 720～830 K;在O2气气氛下的热降解过程分3步完成,第1步热降解温度为477～597 K,第2步热降解温度为597～714 K,第3步热降解温度为714～774 K.在N2气气氛下的热降解过程的平均活化能Ea=376.27 kJ·mol-1,微分机理函数f(α)=(1-α)[-ln(1-α)]-2/3,指前因子lnA=73.029,积分机理函数g(α)=[-ln(1-α)]3,指前因子lnA=64.220;在O2气气氛下的热降解过程较为复杂,实验结果不明确.