热分析动力学的多升温速率等温法及其应用

提出了多升温速率等温法确定热分析动力学可能的机理函数g(α);用迭代的等转化率法求出较为可靠的活化能Ea;在Ea和g(α)的基础上计算出指前因子A.用该法对二水草酸镍(NiC2O4·2H2O)脱水反应的热分析动力学三因子进行了研究,得出Ea为96.55 kJ/mol;A为7.746×107～9.415×107s-1;其对应的机理函数为随机成核和随后生长(Avrami-Erofeer),调节函数Am,其积分形式g(α)=[-ln(1-α)]1/m和微分形式f(α)=m(1-α)[-ln(1-α)]1-1/m,调节因子m=1.55～1.70.用该法求算动力学三因子,结果可靠,重现性较好,具有一定的可比性.     

二水固态草酸镁脱水的热分析动力学

经以下步骤求算二水固态草酸镁脱水的动力学三因子 :( 1)迭代法或 KAS法求出可靠的 Ea;( 2 )积分法Coats- Redfern方程和微分法 Achar方程相结合判定出可能的机理函数 ,并计算 A.得出 Ea 为 113.0 8k J· m ol- 1 ;A为 4 .35× 10 8～ 8.5 8× 10 1 2 s- 1 ;机理函数微分形式和积分形式分别为 f( α) - 2 ( 1- α) [- ln( 1- α) ]1 / 2、g( α) =[- ln( 1-α) ]1 / 2 ,其脱水反应的动力学方程为 :dα/dt=Ae- Ea/ RT· 2 ( 1-α) [- ln( 1-α) ]1 / 2 .     

不同制备方法的CuC2O4-ZnC2O4·2H2O的热行为和热分解动力学

应用DSC、热重分析技术对共沉淀和机械混合CuC2O4-ZnC2O4·2H2O(摩尔比1∶1)在N2气氛中的热行为、热分解过程和热分解动力学进行了研究,DSC和TG曲线表明,机械混合样品的热分解过程与单独的草酸盐基本一致,共沉淀样品的热分解过程则不同于单独的草酸盐.用KAS的等转化率法求出较为可靠的活化能Ea,用热分析动力学三因子求算的比较法确定了2种样品热分解反应遵循的机理函数f(α),在Ea和f(α)的基础上计算出指前因子A.共沉淀样品中第2步、第3步热分解反应遵循的机理函数分别为R2和A2.机械混合样品中第2步、第3步热分解反应遵循的机理函数分别为2D和A2.     

一种新的热分析动力学处理方法

用一种新的方法对一水草酸钙(CaC2O4·H2O)脱水反应的热分析动力学三因子,即活化能Ea、指前因子A和反应机理函数f(α)进行了求取.此方法可分为三步:(1)用迭代的方法求取Ea值;(2)用Popescu的方法求取反应的f(α);(3)由以上两步所得的结果求取指前因子A.此方法有两大优点:对动力学参数Ea和f(α)分别进行求取,从而使f(α)求取的准确性不因Ea值求取是否存在误差而受影响;在f(α)的求取中没有引入任何积分误差,从而提高了计算结果的准确性.     

二水合草酸锰脱水过程的机理函数判别和动力学研究

本文用等温热重分析法和线性升温热重分析法研究了二水合草酸锰的脱水过程,提出了过程机理函数的三步判别法。实验测定和理论分析表明,MnC_2O_4·2H_2O的脱水过程受A_2机理支配,也就是一种随机成核和晶核随后生长的过程,其活化能E=75.49kl/mol,频率因子A=6.166×10_8min~(-1)。动力学补偿效应为:logA=0.1318E-1.2682     

顺酐均相加氢制备琥珀酸酐的反应动力学研究

对顺酐 (MA)均相加氢生成琥珀酸酐的反应动力学进行了研究 .结果表明 :当催化剂 Ru Cl3· 3H2 O浓度小于 1.2 5× 10 - 2 mol/L ,n(PPh3) /n(Ru) =6 ,MA浓度小于 3.12 5 mol/L和反应氢压小于 1.17MPa时 ,反应速率方程可表示为 :R0 =k1 · c(Ru)· c(MA )· p H2 ;当反应氢压 p H2 大于 1.71MPa时 ,反应速率方程可表示为 :R0 =k2 · c(Ru)· c(MA) .顺酐加氢生成琥珀酸酐的活化能 Ea 为 6 8.5 k J· m ol- 1 ,指前因子 A为4 .6 84× 10 1 0 L· m ol- 1 · h- 1 ,活化焓ΔH≠ 为 6 2 .5 k J· mol- 1 及活化熵Δ S≠ 为 - 5 8.2 J· m ol- 1 · K- 1 .     

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.     

水合醋酸铜热解过程动力学研究

为了用醋酸铜取代昂贵难求的醋酸铑作原料,合成在太阳能利用方面很有前途的过渡金属双核络合物光敏荆,用热重(TG)法求得了水合醋酸铜热解过程2个步骤的有关动力学参数:第一步骤对应温度为66～140℃;反应级数n=1;表观活化能E=91.7kJ·mol~(-1);指前因子A=6.65×10~(11)min~(-1).第二步骤对应温度为223～295℃;n=1;E=163kJ.mol~(-1);A=7.95×10~(14)min~(-1).确定了2个步骤的速率常数k对温度T的函数关系式.计算了第二步骤的标准活化熵△_r~≠S_m~(?)=34.2J·mol~(-1)·K~(-1),标准活化焓△_r~≠H_m~(?)=162kJ·mol~(-1).评价了醋酸铜的热稳定性,并确定了用其作原料合成双核铜络合物时的适宜反应温度.     

溴化重稀土甘氨酸配合物的热分解动力学

用差示扫描量热法(DSC)研究了三种溴化重稀土甘氨酸配合物(GdBr3·3Gly·3H2O、TbBr3·3Gly·3H2O、DyBr3·3Gly·3H2O)的非等温热分解过程,用Ozawa法、Kissinger法、Achar微分法及Coats-Redfern积分法计算了配合物的热分解动力学参数(E和A),并推断出了配合物失第1分子水、失第2分子水、脱甘氨酸步热分解反应的机理函数,其热分解动力学方程分别为:da/dt=A/β·e-E/RT(1-α),dα/dt=A/β·e-E/RT(1-α)2,dα/dt=A/β·e-E/RT(1-α)2     

一种新型聚酰亚胺的非等温热分解动力学

通过热重法、差示量热扫描法以及红外光谱法研究了由3,3',4,4'-benzophenone tetracarboxylicdianhydride(二苯酮四酸二酐,简称BTDA)和4,4'-(1,3-phenylenedioxy)-dianiline(CAS:2479-461)所形成的一种新型聚酰亚胺的非等温热分解过程,测得其失重5%温度为492℃,失重10%温度为530℃.用Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)法和Ozawa法求取活化能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.新型聚酰亚胺热分解的活化能为160.30kJ/mol,指前因子lnA为17.67.推断出可能的热反应机理函数为F2,其微分式和积分式分别为(1-α)2和(1-α)-1-1.     

一水合草酸铵脱水的热分析动力学

利用2步法研究了一水合草酸铵脱水的热分析动力学三因子: (1) 通过迭代的方法或KAS法求出较为准确的反应的活化能Ea;(2) 结合Coats-Redfern 法与 Achar 法与所得活化能值比较进一步得出反应的最概然机理函数和指前因子A. 研究发现该反应的最概然机理函数为:f(α)=1或g(α)=α,此法所得的计算结果合理且具有很好的重现性.     

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.     

含镍磁黄铁矿尾矿氧化动力学及机理研究

X-ray powder diffraction, scanning electron microscopy, energy dispersive spectroscopy, thermogravimetry, differential scanning calorimetry, and mass spectrometry have been used to study the products of nickel-containing pyrrhotite tailings oxidation by oxygen in the air. The kinetic triplets of oxidation, namely, activation energy (E_a), pre-exponential factor (A), and reaction model (f(α)) being a function of the conversion degree (α), were adjusted by regression analysis. In case of a two-stage process representation, the first step proceeds under autocatalysis control and ends at α = 0.42. The kinetic triplet in the first step is E_a = 262.2 kJ/mol, lg A = 14.53 s?1, and f(α) = (1 – α)4.11(1 + 1.51 × 10–4α). For the second step, the process is controlled by the two-dimensional diffusion of the reactants in the layer of oxidation products. The kinetic triplet in the second step is Е_a = 215.0 kJ/mol, lg A = 10.28 s?1, and f(α) = (–ln(1 – α))–1. The obtained empirical formulae for the rate of pyrrhotite tailings oxidation reliably describe the macro-mechanism of the process and can be used to design automatization systems for roasting these materials.     

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.     

多组分钼铋系催化剂补氧再生本征动力学

利用热重法研究了一种用于生产丙烯腈的多组分钼铋催化剂的补氧再生本征动力学。通过应用Achar-Brindley-Sharp微分和Coats-Redfern积分对照的方法得到了动力学三因子,分别为：活化能125.4kJ/mol,指前因子(A)为1.82×10⁸min^-1,动力学机理函数的积分形式为g(α)= ln1-α),表明再氧化反应机理为单分子成核生长。     

聚丙烯酸钠的热分解动力学

采用TG/DTA联用技术,在10、15、202、5 K.min-1不同线性升温条件下,研究了聚丙烯酸钠的热分解过程.结果表明,在空气气氛下,聚丙烯酸钠的热分解主要分为两个阶段.应用非等温多重扫描速率法对热分解过程的第一阶段进行了动力学分析,并计算得到了聚丙烯酸钠热分解的动力学3因子,分别是热分解活化能E=132.88 KJ.mol-1,指前因子lg(A)=9.103,以及相边界反应型的机理函数,其积分形式G(α)=1-(1-α)12和微分形式f(α)=2(1-α)12.     

Combustion characteristics and kinetics of anthracite with added chlorine

The combustion process of Yangquan anthracite (YQ) with the addition of 0.045wt%, 0.211wt%, 1.026wt%, and 2.982wt% chlorine was investigated using a thermogravimetric method from an ambient temperature to 1173 K in an air atmosphere. Results show that the YQ combustion characteristics are not significantly affected by an increase in chlorine content. Data acquired for combustion conversion are then further processed for kinetic analysis. Average apparent activation energies determined using the model-free method (specifically the KAS method) are 103.025, 110.250, 99.906, and 110.641 kJ/mol, respectively, and the optimal kinetic model for describing the combustion process of chlorine-containing YQ is the nucleation kinetic model, as determined by the z(α) master plot method. The mechanism function of the nucleation kinetic model is then employed to estimate the pre-exponential factor, by making use of the compensation effect. The kinetic models to describe chlorine-containing YQ combustion are thus obtained through advanced determination of the optimal mechanism function, average apparent activation energy, and the pre-exponential factor.     

基于estk-Berggren公式的动态固化动力学模型的非线性回归分析

动态自催化固化反应动力学研究中的机理函数基于SB公式,动力学模型需要拟合4个参数:指前因子A、活化能Ea、反应阶数m、n.本文中采用非线性最小二乘回归方法,拟合结果表明4个参数的非线性回归结果不稳定,尤其表现在参数A与m的估计结果上.笔者对造成上述结果的原因进行了分析,指出由于模型参数效应曲率相当大,增加了模型的非线性强度,使得最小二乘回归分析结果不可靠.根据实验数据特征,本文中在不确定机理函数形式前提下,运用Model-free方法,先获得活化能平均意义下的估计值,再进行参数A、m、n的非线性最小二乘回归分析.结果表明减少回归函数参数个数,可极大程度降低模型的非线性强度,从而获得有效的动力学参数估计.     

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.     

分段尝试法研究半焦/CO2气化反应过程动力学

为了深入了解半焦与CO2的气化反应过程动力学,本文通过不同升温速率下的非等温实验,确定在不同阶段下富鼎半焦与CO2的气化机理.采用分段尝试法研究富鼎半焦与CO2气化反应过程动力学,确定反应过程前期与后期的机理函数分别为f(α)=(1-α)[1-ψln(1-α)]1/2和f(α)=(3/2)[(1-α)-1/3-1]-1,从而建立相应动力学模型,计算反应过程不同阶段的动力学参数.通过对不同阶段的动力学模型进行数据拟合,实验数据与模型吻合较好,相关系数都大于0.98.最后,根据求得的动力学参数,确定不同升温速率下活化能的补偿效应,即活化能与指前因子的关系式.