小麦淀粉的燃烧过程和热分析动力学分析

为了分析小麦淀粉的燃烧特性,对小麦淀粉进行热重实验,绘制TG-DTG曲线,对其燃烧过程进行划分,计算小麦淀粉燃烧特性参数,比较其燃烧性能。通过等转化率方法进行热分析动力学研究,并分析小麦淀粉粉尘燃烧反应机理。结果表明:小麦淀粉燃烧过程分为脱水阶段、过渡阶段、快速燃烧阶段和焦炭燃烧阶段,质量损失主要发生在快速燃烧阶段,并在这一阶段质量损失速率达到最大值;在高温升速率下,小麦淀粉粉尘的可燃特性指数和综合燃烧特性指数都较高,可燃性能和燃烧性能都提高,易发生燃烧反应;运用Starink、FWO和Kissinger 3种方法得到的平均活化能值分别为94.777,98.892,94.142 kJ/mol,活化能较小,容易发生燃烧化学反应;在较大的加热速率下,小麦淀粉更易发生表面着火,符合表面非均相点火机理。

无烟煤燃烧过程的热分析动力学研究

采用同步热分析(TG-DSC)法,分析了升温速率对无烟煤热分解和燃烧过程的影响,利用等转化率法和Malek法确定了各个阶段的最概然机理函数,得到了无烟煤燃烧过程热分析动力学模型。结果表明:升温速率越快,相同温度下煤的失重率越低,燃烬温度升高,着火特征由均相-非均相着火方式向非均相着火方式转变。在较低升温速率下,在碳着火温度之前不但发生了有机物的热分解,还发生部分碳的氧化过程,且氧化反应是限制性环节,遵循的机理为收缩球模型;当升温速率较快时,碳着火点之前遵循SB(m,n)模型,挥发分的热解成为限制性环节。在燃烧阶段,碳表面和内部部分燃烧遵循圆柱形对称三维扩散模型,而稳定燃烧阶段遵循反应级数机理。

水泥浆体的热分析动力学

以差示扫描量热法为手段,进行了水化硅酸盐水泥浆体热分析动力学的研究.采用Kim-Park,Flynn-Wall-Ozawa和Friedman法计算了升温过程水泥浆体各阶段吸热反应活化能和反应级数.结果表明:升温过程中水泥浆体呈现3个吸热反应阶段,随温度升高各反应阶段活化能逐渐升高;Kim-Park,Flynn-Wall-Ozawa和Friedman三种方法较好地分析了前2个反应阶段的反应活化能和反应级数,第一阶段的反应活化能小于第二阶段,但反应级数n却大于后者;对于前2个吸热反应阶段,Kim-Park和Flynn-Wall-Ozawa均能较好地进行动力学分析,但Friedman法对于第三阶段即C-S-H发生脱水过程的反应活化能计算误差较大.

DSC/DPTA热分析动力学及应用

用动态测压热分析方法(DPTA)和差示扫描量热法(DSC)研究了HMX和CL-20的热分解过程,得到了加热过程中试样的物理变化、化学变化的相关特征参数。分析了含能材料在热分解过程中气体压强和热流特征参数随时间或温度的变化关系,获得了相应的动力学参数。两种方法能相互补充、佐证,对含能材料热安定性提供可靠的评价。

硫化钙磷石膏固固反应的热分析动力学

磷石膏是湿法磷酸的副产物。化学法分解磷石膏制硫酸技术被认为是解决磷石膏巨量堆积严重污染环境问题的有效途径之一。但几乎所有化学分解磷石膏制备硫酸和氧化钙的工艺都不可避免地存在中间分解产物硫化钙与磷石膏的固固反应,研究该反应机理对化学法分解磷石膏的应用具有重要指导意义。今对硫化钙磷石膏固固反应过程进行了热分析动力学研究,考察了反应机理。结果表明该反应的表观活化能E为159.0 k J×mol^(-1),指前因子A为186727,最概然机理函数为G(α)=-ln(1-α),f(α)=1-α,反应机理为晶体成核与生长控制过程,描述硫化钙磷石膏固固反应过程的动力学方程为dα/dt=1.87×10~5exp(-1.91×104/T)(1-α)。

热分析动力学处理方法现状及进展

概述了热分析动力学处理方法的特点及现状 ,并指出了几十年来动力学处理方法上存在的一些问题 ,特别是对近几年来出现的一些新的动力学处理方法及它们相应的优缺点进行了的阐述 ,同时还对动力学处理方法的发展趋势作了一定的预测 :数学处理方法上将不仅仅局限于微分法和积分法 ,如超定系统法等类似的方法将不断出现 ;将用更合理的非等温速率公式来代替 Arrhenius公式 ;将采取非数学的方法更为直接地获取有关反应的信息 ,如直接应用 TA曲线的形状 ,或是采用直接跟踪测试的方法等 .

热分析动力学数据处理方法的研究进展

综述了最近几年来用热分析法研究固相反应动力学的数据处理方法的新进展,指出了现有方法的成功与局限性,介绍了几种新的动力学处理方法及一种新的热分析技术。

锅炉水冷壁高温氧化试验的热分析动力学研究

为了分析锅炉水冷壁存在的高温腐蚀问题,利用高温气氛炉试验台进行了锅炉水冷壁材料20 g的高温氧化试验,采用热分析动力学的方法对试验的数据进行处理和分析,求得了在810～920 ℃纯空气条件下20 g的氧化活化能和指前因子;利用配有能谱分析仪的扫描电镜对氧化产物的结构和元素组成等进行了分析,得出了20 g氧化过程中的平均的氧化速度.

药物贮存期的热分析动力学

目的 :研究了药物的热稳定性 ,快速、科学、经济地预测药物的有效贮存期 .方法 :用 TG- DTG热重法测定药物的热降解曲线 ,用 Coats- Redfern积分法求算出热降解反应为一级反应时的动力学参数活化能 E和指前因子A,根据所得到的动力学参数求算出药物在贮存温度—室温 (2 5℃ )下降解反应速率常数 k,进一步探讨药物已知有效期与反应速率常数 k的负对数 pk的相关性 .结果 :市售药物有效期与热分析动力学方法求算得到的 (室温 2 5℃ )pk存在相关性 ,根据市售药物贮存期可将药物室温 (2 5℃ )下 pk划分为 3个区间 :药品的有效期在 1.5 a或 2 a,定为区间 ,pk<7.5 ;药品的有效期为 3a,定为区间 ,7.5 <pk<11;药品的有效期为 4 a或 5 a,定为区间 ,pk>10 .5 .结论 :根据室温 (2 5℃ )下降解反应速率常数 k和药物有效期的相关性 ,通过热分析动力学求算法可初步预测未知药物贮存期 .

热分析动力学方法研究SEBS化学交联的机理

采用非等温多个扫描速率的热分析动力学方法,利用差示扫描量热仪(DSC)线性升温数据,详细研究了部分氢化的聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯三嵌段共聚物(SEBS)在交联剂双叔丁基过氧化二异丙苯(BIPB)存在下的化学交联机理模型。根据Friedman微分法和非线性回归得到了精确的交联反应机理模型,并得到了确切的动力学方程和动力学参数。研究发现,BIPB引发的SEBS交联经历了明显的三步反应,BIPB的分解反应是交联反应的控制步骤。根据机理模型的计算发现,为了得到适应不同应用范围的交联SEBS,需要根据不同的情况选择合适的交联温度,控制适当的反应时间来得到相应交联程度的SEBS产品。热分析动力学是筛选合适交联剂,选择最优交联反应条件的有效手段。

C_8H_3O_6NNa_2·H_2O脱水过程的热分析动力学

目的获得化合物一水合5-硝基间苯二甲酸钠(C8H3O6NNa2.H2O)固态样品脱水过程的动力学三因子(反应级数n,表观活化能Ea、指前因子A)及相应的动力学方程。方法应用DSC技术获得化合物4个不同升温速率下的脱水过程曲线,利用多重扫描速率法,以"非模型等转化率法"为基础,采用8种积分法和微分法相结合的热分析动力学方法处理程序进行定量表征。结果标题化合物脱水阶段的反应为n=1/2的随机成核和随后生长机理,表观活化能Ea为196.13 kJ·mol-1,指前因子A为5.383×1021 s-1,动力学方程为dα/dT=5.383×1021/β(1-α)[-ln(1-α)]1/2exp(-2.359×104/T)。结论所得标题化合物脱水阶段动力学三因子数据和相应的动力学方程是可靠的。

锅炉水冷壁在不同浓度SO_2气氛下高温腐蚀的热分析动力学研究

为了分析锅炉水冷壁存在的高温腐蚀问题,利用高温气氛炉试验台进行了锅炉水冷壁材料20g的高温腐蚀试验,采用热分析动力学的方法对试验的数据进行处理和分析,求得了不同浓度的主要腐蚀气体SO2在试片温度390～510℃时20g的活化能和指前因子,并利用配有能谱分析仪的扫描电镜对腐蚀产物的结构和元素组成进行了分析,可以得出随着温度和SO2浓度的升高腐蚀作用加强的结论,尤其是对腐产物的氧化膜结构和腐蚀速率的影响较为明显。同时得出了20g在腐蚀过程中的平均速度。

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 2 3号机理函数 ,为三级反应过程 ,动力学方程为 dα/ dt=Ae- ERT 12 (1-α) 3;;表观活化能 E为 16 6 .97k J· m ol- 1 ,指前因子 A为 1.6 7× 10 1 6 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- ERT 12 α;活化能 E为 2 4 8.89k J· m ol- 1 ,指前因子 A为4 2 .89s- 1 .

CuZnSnSi合金钎料相变过程的热分析动力学

CuZnSnSi合金钎料在钎焊钢工件中具有良好的综合性能．为进一步探究其合金性能，借助差示扫描分析（DSC）和热重分析（TG）技术，分别采用微分非等温法和积分非等温法分析了CuZnSnSi合金钎料相变过程的热分析动力学．结果表明，CuZnSnSi合金的相变温度范隔为1150．5～1221．5K，吸热峰温度为1174．46K，在相变过程中没有化学反应，但出现升温段的吸热峰温度滞后于降温段的放热峰，说明了合金钎料在结晶过程需要一定的过冷度；非等温分析法计算得到合金钎料相变表观活化能为615．72kJ／mol由Arrhenius公式得出合金钉料相变速率常数k的变化规律为1．71×1027exp（-6．16×10^5／RT）．

热分析动力学研究环氧沥青混凝土的固化条件

采用热分析动力学的方法确定了环氧体系的固化反应为自催化反应类型,利用非线性回归建立了环氧体系的固化反应模型,计算得到环氧体系的反应为1级与n级平行的自催化反应。根据其固化反应模型推算出了不同温度程序下环氧体系的反应时间和反应程度,从而为环氧沥青混凝土的施工以及最终开放交通的时间提供了重要的依据。研究结果表明,温度的升高可以大大缩短环氧体系的固化时间,建议在气温较高的季节进行施工;环氧体系完全固化所需的时间约为固化反应程度达到80%所需时间的3倍。结合马歇尔试验结果可知,当固化反应程度达到80%时,环氧沥青混凝土已具有较高强度,可以开放交通;当外界温度为30℃左右时,约需60 d可以达到80%的固化反应程度,进而可以开放交通。

机械力活化诱导硫化矿石自燃的热分析动力学

为揭示硫化矿石在经历机械力活化后的氧化自燃特性,运用热分析技术表征矿样在不同功率(100~450r/min)、不同料球比(1:3~1:12)条件下活化后的热分解动力学参数;采用X射线衍射技术对活化矿样进行线形分析,比较矿样活化前后的晶格畸变率和晶块尺寸。结果表明:硫化矿石在530~640℃温度区间的氧化热解过程符合一维扩散反应动力学机制;其表观活化能随着球磨功率、料球比的增加而降低,呈现出较好的一致性;矿样在未活化、200 r/min、350 r/min活化条件下的表观活化能依次为258.93、181.34、150.97 k J/mol,对应的指前因子分别为2.35×10^(18)、1.45×10^(13)和1.60×10^(11);矿样在料球比为1:3、1:8活化条件下的表观活化能依次为240.57、150.97 k J/mol,指前因子分别为1.58×10^(17)、1.60×10^(11);硫化矿石的表观活化能的降低与活化矿样晶格畸变率的增大及晶块尺寸减小存在一定的相关性,进而容易引发自燃。

共晶盐相变蓄冷材料的热分析动力学研究

采用微量量热法对以Na_2SO_4·10H_2O为主体的共晶盐蓄冷材料进行了热分析,测得了材料4.5℃、5.5℃、6.5℃和7.5℃时的等温微量量热数据,以Avrami方程作数据处理的结果表明,该方程可以良好地描述该体系的结晶过程,结晶过程的活化能为157.8 kJ/mol,数值为2.39～2.43的Avrami方程时间指数表明该体系的结晶过程应为三维成核机理。

SEBS化学交联的热分析动力学研究

采用非等温差示扫描量热(DSC)分析法,在交联剂过氧化二苯甲酰(BPO)存在下,对部分氢化的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SEBS)的化学交联过程进行了热分析动力学研究,在不同升温速率下获得SEBS交联反应的DSC升温曲线,采用Model-free(无模型)分析法包括Friedman、Ozawa-Flynn-Wall和Kissinger等三种方法分别对SEBS交联反应进行了热动力学分析,求出其动力学初始参数值,然后用Model-fitting(模型拟合)分析法通过选择动力学模型,采用多元非线性回归优化得到了精确的模型参数。所得动力学模型表明BPO引发的SEBS交联过程经过了三步反应,每步反应的活化能依次减少。此优化的动力学模型可用来预测不同温度下反应时间和交联度之间的关系,表明可通过控制交联温度和反应时间得到所需交联程度的SEBS产品,从而达到其性能设计的目的。

热分析动力学的新进展

综述了热分析法研究非均相体系反应动力学方面的进展，评述了热分析动力学（ＴＡＫ）现用方法的成功和局限，介绍了新的分析方法和新技术。

热分析动力学在配合物研究中的应用

对热分析动力学在配合物研究中的应用进行了论述 ,着重从研究的内容、常用的动力学方程、动力学参数、反应机理的获取方法、动力学补偿效应以及研究中所得的一些规律性的结果诸方面作了阐述 。