氧化铝/聚四氟乙烯热化学反应特性及影响因素

为深入了解铝/聚四氟乙烯(Al/PTFE)材料的预点火反应,采用超声混合法制备了Al_(2)O_(3)/PTFE复合材料,对其微观形貌、晶相和特征官能团等进行了表征,分析了材料的热化学反应性能及影响因素。结果表明,Al_(2)O_(3)能延迟PTFE熔化的起始温度;Al_(2)O_(3)和PTFE的粒径越小,Al_(2)O_(3)/PTFE材料越容易发生反应,放热量越大;小粒径的Al_(2)O_(3)能延迟AlF_(3)生成反应的起始温度,提前AlF_(3)晶型转变的起始温度,从而提高反应的集中放热量,Al_(2)O_(3)(50nm)与PTFE(1μm)反应程度最高;α-Al_(2)O_(3)/PTFE的热化学反应性能优于γ-Al_(2)O_(3)/PTFE和无定形Al_(2)O_(3)/PTFE;Al_(2)O_(3)/PTFE的热化学反应具有典型动力学特征,反应主放热峰的峰值温度随升温速率增大而升高;计算得到Al_(2)O_(3)/PTFE主反应的表观活化能为45.0kJ/mol。

聚四氟乙烯基铝活性材料的热化学反应特性

为获得聚四氟乙烯(PTFE)基铝(Al)活性材料的热化学反应性能,开展包含不同Al粒径的PTFE基Al活性材料在不同升温速率下的热化学反应实验。采用湿混工艺制备包含50 nm和10μm两种Al粒径的PTFE基Al活性材料,并利用差示扫描量热法与热重分析法分析它们在10℃/min、15℃/min、20℃/min、30℃/min升温速率下的热化学反应行为。结果表明:在10~30℃/min升温速率中,包含纳米Al颗粒的PTFE基Al试样都发生了反应放热,而包含微米Al颗粒的PTFE基Al试样在小于900℃时并未与PTFE分解产物发生反应;Al颗粒的加入会对PTFE的热分解起到一定催化作用;对于Al粒径为50 nm的PTFE基Al活性材料,随着升温速率的增大,反应放热峰的峰值温度不断向高温区移动(由10℃/min的578.9℃移动到30℃/min时的608.5℃),单位放热量逐渐增多(由10℃/min升温速率下的331.6 J/g升高到30℃/min升温速率下的641.3 J/g);研究结果对PTFE基Al活性材料的工程化应用具有参考意义。

生物质的热化学反应特性和秸秆气化问题

能量利用是生物质工业利用的主要途径。以热化学为基础的生物质气化、液化转换技术,提高了生物质的能量密度和能量强度,提升了其利用品位。如技术路线得当,这些转换产物可取代部分常规能源。生长期仅1年的作物秸秆属于高挥发分、低炭化度的物料,其木质素含量为12%,纤维素含量为75%。秸秆受热后在很宽的温度范围内(105～550℃)可转化为气态挥发物,这些物质遇热则燃烧释放能量,遇冷则凝结为焦油及水污。有效利用秸秆等生物质废弃物是一个值得深入研究的问题。