用热重-差热-红外光谱技术研究煤粉的燃烧特性

用热重和红外联机手段 ,考察了以四川高硫煤为代表的煤粉的燃烧特性 .介绍了利用热重和红外手段研究煤粉燃烧特性的实验方法 ,分析了煤粉在升温速率为 2 0℃ /min,模拟空气气氛条件燃烧的热重和红外图谱 .在不同升温条件下 (1 0℃ /min,2 0℃ /min,3 0℃ /min)做煤粉燃烧的热重实验 ,得到了煤粉活化能与热失重的关系曲线 .最后阐述了用热重和红外联用分析煤燃烧过程的意义 .

热重分析/红外光谱-气相色谱-质谱联用技术测定松针中6种常见微塑料

该研究基于热重分析/红外光谱-气相色谱-质谱(TGA/FTIR-GC-MS)联用技术建立了可用于聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯(PC)6种常见微塑料的定性定量检测方法。方法检出限为0.03~1.11μg,相对标准偏差为4.0%~12%(n=3),加标回收率为80.4%~93.3%。应用所建立的方法对来自武夷山、青海湖、大兴安岭等12个采样点的松针样品进行分析,得到6种微塑料的浓度范围为0.01~3.15μg·mg^(-1)。此外,样品中6种塑料均有检出,检出率依次为PE、PP和PS(100%)、PET(92%)、PC(60%)、PVC(8%)。该方法可为我国微塑料环境污染评估及环境行为研究提供技术支持。

热重-差示扫描量热-傅里叶变换红外光谱联用技术检测水泥生料基固硫剂的气体释放特征

采用热重-差示扫描量热-傅里叶变换红外光谱联用技术进行在线检测,对水泥生料基固硫剂煅烧过程的气体释放特性进行研究。在热重-差示扫描量热综合热分析仪上模拟煅烧过程,通过傅里叶变换红外光谱法鉴别气体产物成分。结果显示:水泥生料基固硫剂中在35~1 450℃煅烧过程中主要释放二氧化碳、水、二氧化硫气体,共发生四步反应。第一步反应为吸附水解吸附和石膏脱结晶水,水积分流量峰值为121.56,154.72℃,总失重为3.19%;第二步反应为矿物相中结晶水的脱除,失重为0.29%,水积分流量峰值为423.83℃;第三步反应为碳酸钙分解,失重为24.40%,二氧化碳气体积分流量出现最大值为818.87℃,在819.54℃水积分流量峰出现最小值;第四步反应为硫酸钙分解,共失重1.83%,二氧化硫气体积分流量在1 415.69℃出现释放最大值。

ABS阻燃性能测试中差热/热重-红外光谱技术的应用

分别采用氧指数和差热/热重-红外光谱技术对常用的ABS材料进行测试。结果表明,试验样品差热数据和氧指数数据有对应关系。差热/热重-红外光谱联用可以观测到ABS热分解过程和分解产物,纯ABS和阻燃ABS的分解过程明显不同。通过差热/热重-红外光谱数据可以获取更多的材料在高温下的变化信息,从而有利于对材料阻燃性能和燃烧危害性进行预测和判断。

基于热重-傅里叶红外光谱联用的煤矸石自燃特性及微观表征

煤矸石自燃造成严重的环境和生态问题,为揭示煤矸石自燃宏观特性及微观结构之间的关联性,采用热重-傅里叶红外光谱(TG/FTIR)联用技术及自燃程序升温实验,系统研究了煤矸石自燃氧化过程失重率、气体产生率和官能团变化规律及自燃特性。结果表明,煤矸石中存在次甲基、含氧环烷、醚键等桥键和缩合芳环等物质,自燃氧化过程总失重率30.30%.得到了煤矸石自燃过程中7个特征温度,气体脱附、氧化裂解、燃烧和热活化及相变阶段的失重率分别为1.05%,3.27%,20.36%和5.31%.计算得到煤矸石燃料比为0.88,综合燃烧特性指数S为32.34×10^(-11)%2·min^(-2)·K^(-3),说明试样挥发分析出速率快、极易着火燃烧、燃尽性能好,具有较高的自燃氧化及着火燃烧特性。

热重分析-单滴微萃取-气相色谱-质谱结合傅里叶变换红外光谱考察咖啡酸的热解行为

采用热重分析-单滴微萃取-气相色谱-质谱(TG-SDME-GC-MS)联用系统和傅里叶变换红外光谱,研究了咖啡酸的热解行为。设定热重分析仪5℃/min的升温速率及400mL/min的氮气流量,在160～360℃温度范围内,采用乙醇对热解逸出物质进行单滴微萃取,然后利用GC-MS分离分析,监测了咖啡酸5种主要热解逸出产物相对含量随温度升高的动态变化情况。使用傅里叶变换红外光谱分析了咖啡酸所对应各失重点固体剩余物的特征官能团变化情况。结果表明,咖啡酸热失重的主要原因是在240～360℃产生大量的邻苯二酚,在200～220℃热解产生4-乙基邻苯二酚。另外,咖啡酸在230℃下已完全裂解。该方法的建立为温度连续上升模式下的物质热解行为分析提供了借鉴和参考。

热重-红外光谱法鉴定并用橡胶成分

采用热重-红外光谱联用技术(TGA-FTIR),对热分解产物红外谱图上显示的峰进行了官能团的归属分析,鉴定并用橡胶NR/SBR、NBR/SBR、IIR/SBR、NBR/FPM、EPDM/MVQ的成分。

1,2,3,4-丁烷四羧酸镧系络合物的制备及热重和红外光谱研究

1,2,3,4-丁烷四羧酸镧系(Ln=La,Ce,Pr,Nd,Yb)络合物为结晶固体,其通式:Ln4(C8H6O8)3·nH2O,Ln=Ce、Pr、Nd,n=8;Ln=La,n=7;Ln=Yb,n=11。在加热过程中,它们首先失去络合物中所含的水,再进一步加热,开始分一步(Ce,Pr)或两步(La,Yb,Nd,中间产物为Ln2O2CO3)热分解,最终生成镧系金属氧化物。红外光谱研究表明Ln4(C8H6O8)3·nH2O中羧酸盐基团为双齿配位螯合体。

用气相色谱-质谱和气相色谱-红外联用技术分析热裂解汽油C_9馏分中的组成

采用气相色谱 质谱和气相色谱 红外联用技术对热裂解汽油C9馏分中的组分进行分离和定性分析。实验使用了 5 0m聚甲基硅氧烷毛细管色谱柱 ,EI电离源 ,电离能 70eV和 1 0eV ,红外光谱仪的检测器为MCT。通过分析确定了热裂解汽油C9馏分中 5 2个化合物的结构。降低质谱的电离能有利于确定组分的分子量。质谱可以提供被测组分的裂解碎片离子和分子量的信息 ,红外在确定官能团和同分异构体时要优于质谱。两种联用技术的使用较好地解决了单一方法测定复杂混合物中组分结构所存在的缺陷。

红外光谱-差示扫描量热法对聚烯烃共聚物中α-烯烃种类与含量的鉴别

利用傅立叶变换红外光谱(FTIR)研究了与不同α-烯烃共聚合的多种聚乙烯,并对共聚物的结构和类型进行了定性分析。由1 378、1 369 cm-1处的峰位置和峰强度判断聚烯烃的种类,由770、899、784 cm-1处的峰判断α-烯烃的种类。利用差示扫描量热(DSC)热分级方法确定熔融峰的位置,并对共聚物中α-烯烃的含量进行了定量计算。

热重分析-傅里叶变换红外光谱法研究橡塑海绵的热氧降解

采用热重分析-傅里叶变换红外光谱法(TGA-FTIR)研究了空气中橡塑海绵的热氧降解行为。考察了材料在3个不同升温速率下的失重情况,并对材料失重过程逸出的气体进行了分析。结果表明:橡塑海绵有两个失重阶段,随着升温速率的增大,材料的失重速率增加,最大失重速率温度有所升高;第一失重阶段是橡塑海绵中丁腈橡胶(NBR)和聚氯乙烯(PVC)官能团的热解,主要生成氯化氢及氰酸类气体;第二失重阶段是橡塑海绵中碳链的热氧降解,主要生成二氧化碳。

矿物油与天然酯混合油-纸绝缘热老化光谱及热重特性

为了比较矿物油-纸绝缘和混合油-纸绝缘在热老化过程中光谱和热重特性的异同,对矿物油-纸绝缘和混合油-纸绝缘在110°C进行264d的热老化。运用紫外-可见分光光度法研究了这两种油-纸绝缘不同老化程度的绝缘油,运用傅立叶红外光谱分析了在这两种油-纸绝缘中老化的绝缘纸,通过热重实验分析了这两种油-纸绝缘的热重特性。结果表明:混合油-纸绝缘老化速率小于矿物油-纸绝缘;两种油-纸绝缘中绝缘油紫外光谱特征峰吸收强度急剧增加的时刻相对应;混合油-纸绝缘中绝缘纸纤维素上羟基和脂肪酸的酯化反应能抑制绝缘纸老化;混合油-纸绝缘的热裂解速率小于矿物油-纸绝缘。

溶胀煤的红外光谱及热重分析研究

煤是由多种有机高分子化合物和矿物质组成的复杂混合物,而煤结构的研究内容主要是针对煤中的有机物质化学结构的研究。煤的化学结构决定了其多种反应性,所以煤化学结构的研究一直都是煤结构研究中的重要的研究课题。而煤的溶胀方法能够提供较多关于煤的化学结构消息,用傅立叶红外光谱法,热重分析法两种手段对去灰煤样、酒精和蒸馏水洗静吡啶溶胀煤样和NMP二次溶胀煤样进行化学结构与热解性质的分析,表征煤溶胀前后结构与热解反应性质的变化情况,定性地认识煤的溶胀反应过程。采用热重和红外光谱法联用分析NMP二次溶胀煤样,依据红外光谱了解热解过程中产物。这些工作有助于对淮南地区煤化学结构和热解反应性的研究。

基于TGA-FTIR联用技术的EVA热解研究

采用热重-傅里叶变换红外光谱联用技术研究了在N2气氛下乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)的热稳定性及其分解失重情况;实验首先单独使用热重分析仪考察了EVA在不同升温速率下的失重情况;然后采用热-红联用技术对EVA失重过程中的逸出气体进行考察;由实验结果可以明显地看出,EVA的分解失重分为两个阶段,并且随着升温速率的增大EVA的起始失重温度有所增加;第一个失重阶段所放出的气体经傅里叶变换红外光谱扫描并与标准气相谱库中乙酸的标准红外谱图对照后确定为乙酸,第二个失重阶段是由于碳氢链段的分解而引起的;最后根据升温速率为5℃／min时EVA第一个失重阶段的失重率计算得出EVA样品中乙酸乙烯酯的含量为31.8%(w)。

鲍鱼多糖Hal-A的热分析研究

采用热重、热重 -红外谱联用及差示扫描量热法 ,对鲍鱼多糖进行热分析研究 ,结果表明鲍鱼多糖在空气和氮气氛中 ,2 3 0～ 3 40℃之间发生剧烈的分解反应 .氮气氛中 ,是吸热的分解过程 ;而空气氛中 ,是放热氧化反应 ,并且在 45 3℃左右 ,有另一个急剧的氧化裂解过程 .与淀粉、肝素、甲壳素和半乳糖的热分析比较 ,含有硫酸酯的鲍鱼多糖和肝素热稳定性较低 ,含氨基的甲壳素最高 ,这反映出不同基团对多糖热稳定性的影响 .

煤与生物质共热解的TGA-FTIR研究

利用热重分析仪和傅里叶红外光谱仪对煤与木屑混合物在惰性气氛中进行了共热解研究,考察煤阶及煤与生物质掺混比例对热解过程的影响.结果表明,煤与木屑共热解特性并不是单独煤和单独木屑热解特性的简单叠加;高阶煤与生物质共热解更有利于协同反应的发生.通过对红外吸收光谱的分析发现,木屑与不同煤化程度煤共热解析出气体的成分和含量也不同,说明煤阶对煤与生物质共热解的气态产物有明显影响,也从侧面揭示了混合物热解过程中煤与木屑之间发生了相互作用.

生物柴油热解的TG-FTIR联用研究及动力学参数计算

利用热重（TG）-傅里叶变换红外光谱（FTIR）联用对生物柴油的热解及气体产物的释放特性进行了研究，并通过非预置模型法的Vyazovkin算法和Avrami理论计算了生物柴油热解的活化能和反应级数等动力学参数。生物柴油在554～773K区间存在失重率约为87.59%的失重阶段，伴随的热解气体产物主要包括CO2、H2O、CH4和其他有机化合物，其中主要气相产物析出规律一致，但浓度存在差异。随着升温速率的提高，生物柴油的热解向高温区移动。同时，生物柴油的热解呈现多段特性，在不同转化率区间，动力学参数变化较大，活化能为100.48～151.14kJ/mol，反应级数为1.21～1.24。

5-氯-2-甲氧基苯甲酸与1,10-邻菲啰啉稀土配合物的合成、表征及热分解机理

合成了三种稀土配合物[Ln(5-Cl-2-MOBA)3phen]2(Ln=Nd(1),Eu(2),Ho(3);5-Cl-2-MOBA:5-氯-2-甲氧基苯甲酸根;phen:1,10-邻菲啰啉),通过元素分析、热重-微分热重-差示扫描量热(TG-DTG-DSC)、红外光谱(IR)、紫外光谱(UV)及摩尔电导等技术对标题配合物进行了表征.荧光光谱表明配合物(2)发出铕离子的特征荧光.用热分析/傅里叶变换红外(TG-DSC/FTIR)联用技术,阐明标题配合物的热分解反应机理,并分析了逸出气体的三维(3D)红外光谱.

TG-FTIR联用研究半纤维素的热裂解特性

利用FT-IR、离子色谱、1H-NMR及13CNMR等手段对蔗渣半纤维素的化学结构进行了表征,并利用热重-傅里叶红外光谱(TG-FTIR)联用技术对蔗渣半纤维素在不同的升温速率下的热失重行为进行了研究。结果表明,蔗渣半纤维素主要由大量的阿拉伯糖木聚糖组成,此外还含有葡萄糖、半乳糖及葡萄糖醛酸和半乳糖醛酸,具有草类原料中典型的半纤维素结构。蔗渣半纤维素的主要热失重区间为200～315℃,并在230℃左右出现一个肩状峰,在700℃时焦炭残留物比例较高,约在20%。采用一级四段模型对半纤维素的热裂解过程进行了模拟,得到各段的活化能分别为118kJ/mol、50kJ/mol、144kJ/mol和34kJ/mol。蔗渣半纤维素热解气体析出过程复杂,初期先析出游离水,随后发生解聚和脱水反应,主要的苷键和碳碳键断开形成各种烃类、醇类、醛类和酸类等物质,这些大分子物质又裂解为CO2、CO等小分子气体。在线红外分析结果表明,蔗渣半纤维素热解气态产物主要有H2O、CO2、CO和CH4和其它产物。

TG-DSC-MS联用研究不同气氛下腰果壳油改性热塑性酚醛树脂的热裂解特性

采用热重-差示扫描量热-质谱联用技术（TG-DSC-MS）研究了腰果壳油改性热塑性酚醛树脂在不同气氛下热分解过程中质量、能量、气体产物的变化规律,利用Coats-Redfern法计算了腰果壳油改性热塑性酚醛树脂热分解的动力学参数.结果表明,裂解气氛能显著影响样品的热解过程：与氮气气氛下相比,样品在空气气氛下的失重区间总数和主失重区温度范围均增加,且有2个主失重区,裂解更加完全;氮气气氛下,在主失重区表现明显的吸热效应,而在空气气氛下,第Ⅰ主失重区的热效应与升温速率有关,第Ⅱ主失重区放热明显;在反应深度α为0.10～0.90的区间内,分别采用一级四段、一级六段对样品在氮气、空气气氛下的热裂解过程进行模拟,得到氮气气氛下各段的平均活化能为17、65、32、13 kJ＆#183;mol-1,空气气氛下各段的平均活化能为72、23、14、12、19、57 kJ＆#183;mol-1.不同气氛下,MS总离子流图信号强度与TG曲线的变化规律具有一致性,但气氛种类对裂解产物种类和相对含量有较大影响：惰性气氛（Ar气）下,样品更容易裂解成烷基酚（苯酚、甲基苯酚、乙基苯酚、二甲苯酚、三甲苯酚）、烷基苯（苯、甲苯、二甲苯、三甲苯、乙基甲苯）等芳香烃类和烷烃类（甲烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷）等气态产物,芳香烃化合物为主产物,生成量在305～333℃达到第一个峰值,408～460℃附近达到第二峰值;而在有氧的空气气氛中,CO2、H2O和甲酸为主要气体产物,释放量明显比惰性气氛下大,芳香烃类化合物只在第一个主失重区有逸出,种类和释放量明显较少,且未检测到烷烃类化合物.