氯化镨气溶胶的高温热解机制研究

以PrCl3气溶胶为前驱体,在微纳米尺度研究了PrCl3在空气氛围中的高温热解行为,分别用X射线衍射（XRD）和场发射扫描电镜（FESEM）对热解产物的物相组成和微观形貌进行表征分析。一般地,通过煅烧Pr2（C2O4）3或Pr2（CO3）3得到的氧化镨是非化学计量比形式的Pr6O11,然而PrCl3气溶胶在空气氛围中的热解产物中生成了具有化学计量比形式的二氧化镨（PrO2）。PrCl3气溶胶热解产物的XRD分析结果表明：在600℃时的热解产物为Pr（OH）2Cl和少量PrOCl,700～1000℃时为Pr（OH）2Cl,PrOCl和PrO2,1100℃时为PrO2和少量的Pr（OH）2Cl物相,随着热解温度的升高热解产物中PrO2的含量逐渐增多。以热力学摩尔最小吉布斯自由能变为判据分析了PrCl3热解生成PrO2时的热力学趋势及其可能的热解化学反应途径;根据产物的形貌特征及热解过程的特点,探讨了导致PrCl3气溶胶热解生成PrO2的潜在原因;采用热重分析-示差扫描量热（TG-DSC）研究了PrO2在空气氛围中的热稳定性,结合PrO2静态焙烧产物的物相组成明晰了在300～1100℃范围内PrO2的热解转化方向,通过热力学计算分析了不同形式氧化镨相互转变的化学反应途径。是对氯化镨热解机制及氧化镨性质认识的重要补充,并为研究其他金属氯化物的热解机制提供了一种新方法与思路。