用TG—DSC—FTIR联用技术研究酚醛树脂的热解行为

采用TG—DSC—FTIR技术研究酚醛树脂的热解过程,并用FTIR对不同温度下的受热产物进行分析。结果表明,酚醛树脂的热解可划分为3阶段:第一阶段,由于树脂中固化后残存的水分蒸发及树脂进一步缩合,质量损失率12.64%。第二阶段,质量损失速率在537.2℃时达到最大值0.151mg/min,共失重19.57%,这是酚醛树脂热分解的主要阶段,释放出H2O、低分子酚类物质(LMP)、CO2、CH4等低分子烃(LMH)和CO等热解产物。第三阶段为热解的收尾阶段,失重8.31%,释放出CH4等LMH和CO。酚醛树脂在氮气保护下的整个热解过程均需吸收热量。FTIR分析表明,酚醛树脂受热后,游离OH含量持续下降,直至完全炭化。在400℃以上,由于热解释放出LMP和CH4等LMH,产物中C—H和酚环C—O吸收峰明显降低。

DSC/TG-FTIR-MS联用技术研究ADN热分解动力学和机理

应用DSC/TG-MS-FTIR同步热分析-红外质谱联用技术,研究了ADN的分解过程及分解机理,从ADN分解生成的气体产物的动态分布及气体产物的生成动力学方面,获得了ADN热分解的主要气体产物为N2O、NO2、NH3、H2O和N2,气体产物N2O、NO2和NH3的动力学参数的Ea值分别为157.5、158.6、100.0 kJ/mol,从微观角度提出了ADN可能的热分解机理。

TG/DSC-FTIR-MS联用技术研究一水草酸钙标准物质的热分解

应用TG/DSC-FTIR-MS联用技术研究了标准物质CaC_(2)O_(4)·H_(2)O的分解过程及分解机理,用热分析动力学数据处理的Ozawa和Coats-Redfern方法,从微观气体产物的生成动力学角度对CaC_(2)O_(4)·H_(2)O的分解机制进行了研究,获得了CO气体产物的生成动力学参数和热分解三阶段的活化能和机理函数。验证了CaC_(2)O_(4)·H_(2)O的经典的分解生成气体产物为H_(2)O,CO和CO_(2)的分解机制的正确性。

RDX热分解的TG-DSC-QMS-FTIR同步动力学

采用TG-DSC-QMS-FTIR同步动力学技术对RDX的热分解过程进行了研究,结果表明,RDX在熔融之后发生分解,可以确定RDX的产物有C、H2O、CH2O、N2O、CO、CO2、NO2,可能有CH4和NH3,而几乎没有NO。采用多元非线性拟合技术进行动力学参数计算,结果表明,RDX的分解过程大致可以分为3个连续步骤,第1步反应的活化能为235kJ/mol,指前因子log(A/s-1)为22,反应级数为0.6,主要气体产物为CO2、NO2和CH2O;第2步反应的活化能为110kJ/mol,指前因子log(A/s-1)为1.5,反应级数为1.7,主要的气体产物是N2O、H2O、CH4、NH3、C2O+/C3H+4、CN+/C2H3+、CHO+/C2H+;第3步反应的活化能为223kJ/mol,指前因子log(A/s-1)为20.9,反应级数为4,主要的产物是C和CO。

利用草酸钙逸出气的碳气化反应验证TG/FTIR联用性能

热重/傅里叶变换红外光谱联用(TG/FTIR)是剖析材料组分和结构、研究材料热稳定性和热分解机理的重要检测技术,但对于其联用性能的验证,国内尚无相应的技术标准、检定规程或校准规范,各仪器公司间也没有统一的方法和明确的性能指标。本文分析了现有TG/FTIR联用仪器验证方法及存在问题,提出以CaC_(2)O_(4)·H_(2) O为标准试样,利用其在惰性气氛下分解逸出气发生碳气化反应所生成的CO峰,作为联用性能是否合格的判断标准,通过一次运行测试即可核查联用系统的检测灵敏度、气体质量流量稳定性及仪器气密性的新方法。此方法操作简便,判断直观准确,适用于各种类型的TG/FTIR联用系统,对于保障未知样测试结果的准确性、促进不同品牌不同型号的仪器间以及不同实验室间测试结果的等效性具有重要意义。

补连塔矿2^(-2)煤高温热解机理TG/DSC-FTIR-MS/GC研究

为了研究补连塔矿煤分子结构,利用TG/DSC-FTIR-MS/GC四联用仪对该矿22305煤样进行绝氧热解分析。研究了煤样在氮气惰性气体氛围下的热解特性。实验结果表明,绝大部分的热解反应发生在200℃~700℃,此段内煤样约失重89%,煤样热解产生的气体包含CO、CO_2、H_2O、CH_4、C_2H_4等;在700℃~1 450℃热解气体的产生率很小,失重约2.6%,此段内主要是半焦和碳酸盐矿物质分解产生气体。主要分析了热解产生气体的种类、时间和产生机理,并得出了煤样热解的化学反应动力参数。

基于TG/DSC-MS和FTIR的纤维素热解特性研究

为了研究纤维素热解特性,本文利用热重/差示扫描量热法-质谱连用技术(TG/DSC-MS)对纤维素进行热解实验研究,在线监测了热解过程中H_2O、CH_2O、CO_2、醋酸或羟基乙醛、糠醛(质荷比m/z=18、30、44、60、96)几种热解主要产物的演变规律。结果显示,几种物质的最大产率温度遵循H_2O<CH_2O≈CO_2<糠醛<醋酸或羟基乙醛,其中醋酸的生成明显晚于CH_2O和糠醛,表现出不同的生成路径,而CO_2的离子图则出现了明显的双峰,DSC对应的温度(350℃)也出现了吸热峰,可见其生成存在两个阶段。针对甲醛和糠醛两种物质,本文提出了可能的生成路径。此外,本文也利用傅氏转换红外线光谱分析仪(FTIR)表征了不同温度下的热解焦样,半定量分析了几种重要官能团随温度的变化规律。本文揭示了一定纤维素热解进程,为其热转换的工业应用提供了一定的理论基础。

热红联用研究AP与RDX和HMX混合体系的热分解

用DSC-TG-FTIR(热红)联用研究了RDX/AP,HMX/AP,RDX/HMX和RDX/HMX/AP混合体系的热分解,测定和比较了它们的热分析特征量和分解气相产物。结果表明,AP与RDX和HMX之间存在强烈的相互作用,尤其是与后者的作用更强烈。在AP(不含碳)分解的温度区间,混合体系的分解也出现CO、CO2和CH2O等碳氧化物,说明体系中RDX和HMX分解的部分产物或残渣与AP同时分解。

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。

热红联用研究催化剂对PDADN-RDX改性双基推进剂热分解的影响

利用PDSC、TG和DSC-FTIR联用技术和加热裂解原位池红外技术研究了两种燃速催化剂对PDADN-RDX-CMDB推进剂热分解的影响,结果表明,推进剂的热行为有很大改变:分解温度降低、分解热增大、分解放热速率提高,主要组分的标志性官能团提前消失,主要气体产物提前出现,具有负生成热的气体放出量明显增加。初步阐明这些变化与燃烧性能的关系,并用一个经验方程关联了PDSC特征量与燃速。初步探索了催化剂的作用机理,这两种催化剂改变了推进剂中PDADN和RDX组分的分解机理,使C—N键在分子断裂的竞争反应中占优。

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 .

锆基柱撑蒙脱石矿物材料的研究

以氧氯化锆（zrOCl2·8H2O）为柱化剂的锆源，河南信阳的蒙脱石为基质粘土，制备锆基柱撑蒙脱石矿物材料，通过XRD、FTIR、TG-DSC、SEM和BET等手段对其进行表征。锆基柱撑蒙脱石的层间域d001为1．9～2．2nm，热稳定性达到500℃以上；柱撑蒙脱石中的[SiO4]四面体层和锆聚合阳离子形成了稳定的[Si-O]…[H（O）-Zr]键，结构破坏的吸热率为1625J／g（蒙脱石为44J／g）；比表面积是蒙脱石的2倍，揭示锆基柱撑蒙脱石具有较高的热稳定性和较好的表面活性。预示在环保领域有更好的应用前景。

六硝基六氮杂异伍兹烷及其残余物的热分解(英文)

在(2.0±0.1)MPa氩气氛围下六硝基六氮杂异伍兹烷(HNIW)在(204.0±0.5)、(208.0±0.5)、(212.0±0.5)和(216.0±0.5)℃下分别加热10、20、30、40、50和60min.采用元素分析、扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶变换红外(FTIR)光谱仪、差示扫描量热(DSC)仪、热重-差示扫描量热仪-质谱(TG-DSC-MS)仪和热重-红外(TG-FTIR)仪对(208.0±0.5)℃下得到的残余物进行研究.结果表明,HNIW离子在210.0℃左右恒温热解60min后,残余物的组成为C2H2N2O.残余物中未分解的HNIW比初始HNIW稳定性差.在等温条件下,HNIW是逐步分解的.HNIW残余物的热分解分为三个阶段,第一个分解阶段主要为未分解的HNIW的热分解,第二阶段主要为五员环硝铵和碳氮杂环化合物的分解反应,第三阶段主要为五员环硝铵的分解反应和NO2的二次反应,并获得了每一个阶段的热分解产物.

RDX-CMDB推进剂的催化热分解Ⅱ. 分解气体产物和催化作用机理

用热重-差示扫描量热-傅立叶转换红外-质谱(TG-DSC-FTIR-MS)联用技术研究了RDX-CMDB推进剂在所选用燃速催化剂(没食子高铅、对氨基苯甲酸铜和炭黑)作用下的热分解。对添加催化剂(纳米和普通)和不添加催化剂的RDX-CMDB推进剂热分解主要气体产物变化进行了分析,讨论了燃速催化剂对热分解特征量的影响,初步探索了催化剂的作用机理。结果表明,所研究的燃速催化剂能改变推进剂中RDX的初期热分解机理,使放热的C—N键断裂在与吸热的N—NO2键断裂的竞争反应中占优,放热量增大;也使双基组分放出有负生成热的CH2O的相对量增加;纳米铝盐-铜盐-炭黑三元复配催化效果最好。

油菜秸秆燃烧特性及其主要气体产物表征分析

以油菜秸秆为研究对象,基于同步热分析、红外和质谱(TG/DSC-FTIR-MS)联用技术,系统研究了恒定升温速率下不同气流速率和样品粒径油菜秸秆的动态燃烧特性,并对其主要气体产物进行了定性和定量表征分析。研究结果表明:油菜秸秆在设定的不同因素水平条件下燃烧特性无显著差异,在燃烧阶段均析出较大量气体,主要包括大量的CO2以及少量NOx、SO2、HCl等气体,产生量依次递减,且气体随时间释放特性与热失重速率特性具有一致的对应关系。基于TG/DSC-FTIR-MS联用技术定量模拟研究油菜秸秆动态燃烧特性和气体排放特性,可为油菜秸秆环境友好型高效能源化利用提供方法学和基础数据支撑。

COREX系统用煤燃烧过程中含氧官能团的转变研究

COREX是现有熔融还原方法中的主要工艺流程,该系统对煤质量有严格的要求。我们对系统运行中所涉及的主要煤种大同煤和兴隆庄煤燃烧行为进行深入研究。利用同步热分析仪(TG-DSC)研究高温条件下煤的热分解行为;通过电子扫描显微镜(SEM)观察了煤的微观结构,进行了岩相分析;通过傅里叶红外光谱仪(FTIR)和湿式化学分析法,定性及定量的研究了煤中含氧官能团,尤其是热解过程中有机含氧官能基团的组分、数量、化学结构和转化机理。全面评价煤炭的质量,为系统稳定运行选用煤种,提高块煤利用率提供了理论基础。

高膨胀率蛭石制备新工艺研究

对新疆尉犁蛭石样品采用新型微波加热法制备膨胀蛭石,并与电热加热900℃法制备的热膨胀蛭石进行对比分析。SEM分析结果表明:微波法制备的膨胀蛭石层与层之间分离彻底,层间孔隙多,平均膨胀倍数大;XRD分析结果表明:蛭石层间距变化小。通过XRD、差热和红外对比分析发现:微波加热对结构破坏较小,只是导致层间水蒸发丢失,而结构水基本没有蒸发,笔者认为这是微波法制备的膨胀蛭石层间距变化小、不发脆的原因。

橡胶硫化促进剂3-甲基-2-噻唑硫酮制备及光谱分析

采用一步法合成出了3-甲基-2-噻唑硫酮(MTT),通过FTIR,XRD,TG-DSC对其进行检测和表征,揭示了MTT的微观结构和内在规律性。FTIR揭示了MTT分子内部的各元素之间的化学键键型,XRD从晶胞参数、晶面指数等晶体学数据,变换出MTT晶体微观结构,完成了MTT物相组成和结构的定性鉴定。TG-DSC检测出了MTT的质量变化与热效应两种信息,MTT的相变和分解温度分别为76.3和306.9℃,MTT的分解温度偏高,为采用硫化仪研究MTT的橡胶硫化性能提供参考。本研究为企业选定工作标准品,对MTT工业化生产进行跟踪检测,评判MTT的产品性能指标,提供基础实验数据。

核电厂1E级电缆一致性判别方法的研究

本文提出了红外线光谱分析、热失重法、差示扫描量热法等方法来判别1E级电缆所用材料与鉴定时所用材料是否一致。文中对不同原材料制成的电缆进行了红外线光谱分析曲线测试,以验证该方法的有效性。本文对1E级电缆监管提出了创新性的建议。

AP/HNIW混合体系的热分解研究

采用差示扫描量热–热重(DSC–TG)同步热分析法和热重–红外(TG–FTIR)联用技术,通过研究高氯酸铵/六硝基六氮杂异伍兹烷(AP/HNIW)混合体系的热分解行为,探索了混合体系中AP与HNIW的相互作用。采用Kissinger法计算了AP/HNIW混合体系的热分解动力学参数。结果表明,不同比例的混合体系中HNIW均促进了AP的高温分解,使AP的分解峰由2个变成了1个,分解峰温提高到288℃或285℃。该促进作用与AP和HNIW的质量比(1:1和2:1)无明显相关性。混合体系中HNIW和AP热分解剧烈,并且分解反应完全,气相产物主要为N2O、NO、NO2、CO2和HCOOH。与单独体系相比,混合体系中AP将HNIW的表观分解活化能提高了51 k J/mol,而HNIW对AP低温热分解活化能无明显影响。