基于多重扫描速率法的α-Al_(2)O_(3)煅烧动力学研究

以氢氧化铝粉体为原料,探究氢氧化铝煅烧为α-Al_(2)O_(3)过程中的相转变与微观组织变化,利用多重扫描速率法对其煅烧过程进行动力学模拟计算。结果表明,氢氧化铝煅烧为α-Al_(2)O_(3)的优化条件为:煅烧温度1200℃、煅烧时间2 h、升温速率5℃/min。氢氧化铝煅烧过程出现3个吸热峰,对应3个失重阶段:第一阶段反应机理函数为G(α)=[(1-α)^(-1/3)-1]^2,反应平均活化能为91.16 kJ/mol,指前因子17.00×10^(9)~44.03×10^(9)min^(-1);第二阶段反应机理函数为G(α)=α~2,反应平均活化能为106.2 kJ/mol,指前因子7.70×10^(9)~18.60×10^(9)min^(-1);第三阶段反应机理函数为G(α)=α~(1/4),反应平均活化能为235.42 kJ/mol,指前因子39.94×10^(9)~50.79×10^(9)min^(-1)。

一种基于多重扫描速率法求解煤燃烧反应参数的新方法

为避免动力学补偿效应和弥补以线性相关度作为判据的不足,提出一种基于多重扫描速率法的动力学求解方法。通过多重扫描速率法实现动力学参数的分离求解,并通过基于单个扫描速率法的微分法和基于多重扫描速率法的等转化率法相结合的方法,以活化能为判据确定最概然机制函数。对不同煤种共11个煤样进行了实验和分析,结果表明,燃烧特征数和活化能呈现规律性的变化,褐煤和烟煤遵循圆柱形对称的三维扩散机制,贫煤、无烟煤和石煤则倾向于随机成核和随后生长机制。结果可以很好地反映和区分各煤种的理化及燃烧特性,因此说明该方法是可行的和可靠的。

基于多重扫描速率法的煤矸石失重阶段动力学参数分析

综合运用多重扫描速率法Popescu法、FWO法和KAS法对煤矸石失重过程的反应机理函数、活化能和指前因子进行了计算与分析.结果表明,煤矸石绝热氧化失重过程中不同失重阶段的反应机理不尽相同.煤矸石外在水分失水和固定碳燃烧失重阶段的反应机理为相边界反应的收缩圆柱体(面积)模型,而煤矸石内在水分失水和挥发分燃烧失重阶段的反应机理则分别为三维扩散模型和相边界反应的收缩球体(体积)模型.外在水分失水、内在水分失水、挥发分燃烧和固定碳燃烧4个失重阶段的活化能和指前因子的自然对数值分别为40.089 k J·mol-1和13.17 s-1,80.326 k J·mol-1和24.49 s-1,133.059 k J·mol-1和18.09 s-1,222.018k J·mol-1和23.68 s-1.

多重扫描速率法的硫酸铵热分解动力学

硫酸铵的热分解能为已内酰胺的生产过程提供循环的氨和硫酸,研究其热分解动力学具有重要意义。采用热重分析技术(TGA)通过多重扫描速率法研究了硫酸铵在氮气气氛中的热分解动力学。首先通过对比硫酸铵和硫酸氢铵的热失重过程,证明硫酸氢铵是硫酸铵分解过程的中间产物;然后分别利用积分KAS法和微分Friedman法求解硫酸铵热分解反应的活化能;最后由Coats-Redfern法推导最概然机理函数。结果表明,硫酸铵的非等温热分解分为3阶段。第1阶段转化率区间为0~0.14,活化能E=96.47 kJ×mol^-1,指前因子ln(A/min^-1)=19.13,符合n=3收缩圆柱体相边界反应机理;第2阶段转化率区间为0.14~0.2,E=79.47 kJ×mol^-1,ln(A/min^-1)=13.79,符合n=3/2随机成核和随后生长机理;第3阶段转化率为0.2~1,E=98.30 kJ×mol^-1,ln(A/min^-1)=18.00,符合n=3收缩球体相边界机理。

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。

C_8H_4O_5Na_2·H_2O脱水过程的热分析动力学研究

为了获得一水合5-羟基间苯二甲酸钠(C8H4O5Na2.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,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9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.结果显示C8H4O5Na2.H2O脱水阶段的反应为化学反应机理,表观活化能Ea为183.07kJ.mol-1,指前因子A为3.02×1018s-1,动力学方程为(dα/dT)=(3.02×1018)/β(1-α)2exp(-2.202×104/T).

TiH_2脱氢规律与动力学计算

TiH2常用作泡沫铝和粉末冶金制品的原料,控制其脱氢进度是生产中的关键步骤。利用XRD与DSC技术得到TiH2在氩气气氛中加热分解分3步完成,即TiH2→TiH1.5→Ti(固溶)→Ti。用单个扫描速率法和多重扫描速率法对DSC/TG数据进行计算,得到TiH2→TiH1.5的机理模式为球形对称边界反应,TiH1.5→Ti(固溶)的机理模式为化学反应,Ti(固溶)→Ti转变机理为三维球形对称扩散,3步转变的活化能分别为240、190和145 kJ/mol。因此,与单个扫描速率法相比,采用多重扫描速率法研究TiH2热分解,其结果与实际情况更接近。

热化学储能体系Ca(OH)_2/CaO的分解动力学

Ca（OH）_2/CaO体系是非常有前景的热化学储能介质,其动力学研究是了解整个储能体系的反应速率及能量储、释速率的重要途径.文中采用热重分析法,对Ca（OH）_2在氮气气氛、不同升温速率下的热分解过程进行了探究.结果表明,Ca（OH）_2样品分别在623.15-773.15 K和873.15-973.15 K出现两个分解失重过程,且失重率分别接近21%和2%.应用多重速率扫描法对热分解过程进行动力学分析,发现所得动力学参数与反应转化率、升温速率以及选用的模型方法有关.最概然机理函数分析表明,实验条件下,Ca（OH）_2热分解动力学模型符合相边界反应的收缩圆柱体模型.研究还发现,在不同升温速率下,指前因子的自然对数和活化能之间都存在着线性关系.

基于复合阻化剂T-A的补连塔矿1-2煤活化能研究

采用三嗪类化合物(T)和磷系阻燃剂(A)联用组成复合阻化剂T-A,基于热动力学方程与热重分析技术,运用多重扫描速率法(Kissinger和Flynn-Wall-Ozawa法)研究了试验煤样的活化能大小。

Ca(H_4C_6OHCOO)_2·2H_2O在空气中的热分解动力学研究

用无模式等转化率法和多元非线性回归法及多元线性回归法研究了Ca(H4C6OHCOO)2.2H2O在空气中热分解动力学.结果表明,其第2步分解为两步连串反应,反应模型为CnB→Fn;第3步分解也为两步连串反应,反应模型为D4→Fn;第4步分解反应为简单一步反应,反应模型为Bna,即指数为a的自催化n级反应.并分别得到了第2至第4步分解反应的动力学三因子.