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。

H_2BTA的非等温热分解特性

为详细了解N,N-二(1(2)氢-5-四唑基)胺(H_2BTA)的非等温热分解特性,用热重-差式扫描量热-傅里叶红外光谱-质谱联用(TG-DSC-FTIR-MS)测定了该化合物在不同升温速率下的热分解特性、分解气体产物的种类及其含量变化,并分析了其热分解机理。结果表明,随着温度的升高,H_2BTA的热分解分为3个连续的过程:(1)以-N-N-键断裂脱除N_2为主的分子中四唑环裂解;(2)骨架中-N-N-键的进一步断裂释放N_2;(3)剩余骨架裂解产生N_2、NH_3、HN_3和HCN。3个分解过程表观活化能分别为187.19、142.32和198.93kJ/mol。

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。

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。

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.

应用示差扫描量热/热重-傅里叶变换红外光谱-质谱法研究新疆煤的热分解过程

应用示差扫描量热／热重分析与傅里叶变换红外光谱法和质谱法联用技术对新疆煤的热分解过程作了研究。结果表明：煤样温度在350℃～650℃失重明显，在447．0℃时失重速率为1．3％·min-1，在约950℃转化成焦炭。热解气体的红外质谱分析表明：煤样在热解过程中主要气体产物为CO2、CH4、H2O及CO。此外，煤样中尚含有很低量的硫，在300℃～400℃以上基本热解完全并以SO2形式释出。

二(5-胺基-1,2,3,4-四唑)二肼盐的热分解行为

为详细了解二(5-胺基-1,2,3,4-四唑)二肼盐(Hy_2BTA)的热分解行为,采用热重-差示扫描量热-傅里叶红外光谱-质谱(TG-DSC-FTIR-MS)联用的方法,测定了该化合物在不同升温速率下的热分解曲线、分解气体产物的种类及其含量变化。结果表明:随着温度升高,Hy_2BTA的热分解包括2个吸热过程和2个连续地放热过程,分别对应于Hy_2BTA分子第一个离子键断裂脱除NH_2NH_2;第二个离子键断裂脱除NH_2NH_2的过程中,四唑环开始以断裂—N—N—键的方式释放N_2;四唑环及剩余骨架裂解产生N_2、HN_3、NH_3和HCN;剩余骨架分解产生HN_3、N_2和NH_3,裂解产物聚合成含氮高聚物。利用Kissinger方法计算4个过程的表观活化能分别为115.12,193.75,334.16 kJ·mol^(-1)和243.40 kJ·mol^(-1)。

3-硝基邻苯二甲酸铅的热分解机理(英文)

采用实时DSC-TG-MS连用技术和热分解原位快速傅里叶变换红外光谱研究了3-硝基邻苯二甲酸铅的热分解机理。结果表明,在热分解过程中,羧基首先在299.9℃左右从3-硝基邻苯二甲酸铅上脱去,产生PbO、CO2和硝基芳香酮基;而后在312.8℃左右时,酮从硝基芳香酮基上脱去,产生CO和硝基芳香基;接着,硝基芳香基发生C-NO2的均裂和硝基的重排反应,产生NO、苯基和苯酚基;最后,苯基和苯酚基热分解产生CO2、CO、C和其他残留物。

丁腈橡胶/氯丁橡胶的并用比分析

丁腈橡胶(NBR)与氯丁橡胶(CR)并用可获得较优耐老化性能与耐油性能的平衡。采用FTIR、PY/GC-MS、DSC和TG研究分析了NBR/CR不同并用比的胶样特征。结果表明,NBR/CR并用胶各特征峰所在位置和峰面积比均随NBR用量的增大呈现二次曲线拟合或线性拟合变化。采用线性分析法得到并用比结果较为便捷。

ADN与AP/RDX/Al相互作用及机理

采用高能氧化剂ADN部分代替AP,分别设计了AP/RDX、AP/RDX/Al、ADN/AP/RDX、ADN/AP/RDX/Al四种组分体系,利用差示扫描量热技术,研究ADN与高能组分的相互作用,尤其是对组分体系放热量的影响。结果表明,ADN的加入使ADN/AP/RDX组分体系的放热量增加了1.6倍,使ADN/AP/RDX/Al组分体系的放热量增加了1.68倍。同时,采用热-红-质联用技术,通过对分解产物的结构鉴定及整个过程中红外光谱强度和质谱质子流强度变化规律的研究,发现ADN的加入导致组分体系热分解反应生成更多的标准摩尔生成焓小的生成物,使得热分解反应的焓值更小,放热量增加。

DAP-4/TKX-50混合物的热分解机理

为详细探究高氯酸铵基分子钙钛矿型含能材料(H_(2)dabco)(NH_(4))(ClO_(4))_(3)(DAP-4),/5,5′-联四唑-1,1′-二氧二羟铵(TKX-50)混合物的热分解特性(其中H_(2)dabcO_(2+)为1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷-1,4-二鎓离子),采用差示扫描量热法-热重/质谱/傅里叶红外光谱联用技术对比分析了DAP-4、DAP-4/TKX-50混合物的热分解特性和气体产物,利用固体原位红外技术对DAP-4、DAP-4/TKX-50混合物凝聚相特征基团随温度的变化进行了研究,最后推测出了DAP-4/TKX-50混合物热分解机理。结果表明,DAP-4与TKX-50混合后,DAP-4对TKX-50的热分解影响较小,TKX-50热分解产生的热量使DAP-4可逆相变吸热峰消失,但几乎不影响其高温下的热分解;DAP-4/TKX-50混合物热质量损失分为2个阶段,第一阶段质量损失为43.4%,第二阶段质量损失为52.4%,分解残渣剩余4.2%;DAP-4热分解产生的气体产物主要有NH_(3)、H_(2)O、HNCO、HCN、CO、HCl和CO_(2),DAP-4/TKX-50混合物热分解产生的气体产物主要有H_(2)O、NO、N_(2)O、HCl、NH_(3)、N_(2)、HNCO、HCN、CO和CO_(2)。DAP-4/TKX-50混合物的热分解机理为:TKX-50分子内发生氢离子可逆转移,生成羟胺和1,1′-二羟基-5,5′联四唑(BTO);羟胺在高温下再继续分解为小分子气体,BTO分解产生的碎片部分聚合成偶联产物;最后,DAP-4离子键断裂,笼状骨架瞬间坍塌,强还原性和强氧化性气体组分在高温下发生剧烈氧化还原反应,并释放大量热。

非阻燃型和阻燃型XPS在空气中的热解特性研究

运用热重-差热-红外-质谱(TG-DSC-IR-MS)联用技术对非阻燃型和阻燃型挤出聚苯乙烯泡沫塑料(XPS)保温材料在空气中的热解特性进行研究。结果表明,阻燃添加剂延长了阻燃型XPS到达最大热释放速率所需要的时间,减少了热解产物的种类和数量,以及提高了反应的活化能;而且,材料中残留的阻燃剂在491℃以后会继续热解并放出热量。

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。

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。

2,4-二硝基咪唑铅配合物Pb(DNI)_2(H_2O_4)的热分解

应用TG,TG-DSC-FTIR-MS联用技术和热裂解原位RSFT-IR技术研究了2,4-二硝基咪唑铅(PDNI)的热分解机理.结果表明,PDNI在102℃附近脱除分子内配位水,生成Pb(DNI)2;在284℃附近C—NO2断裂,生成NO2,咪唑环开环,伴随发生强烈的氧化放热反应,生成CO2,N2O和铅盐与咪唑残余基团形成的复杂混合物或多聚烃类化合物;在300～400℃范围内,PDNI继续缓慢分解,生成CO2,N2O和Pb[NCO]2;升温至410℃以上,PDNI分解生成CO和Pb[CN]2.