钾基CO2吸收剂再生反应特性

通过热重分析试验研究了钾基 CO2 吸收剂的再生反应特性.深入分析了气氛、分解终温和升温速率对再生转化率和分解反应速率的影响.通过热分析方法求取了反应动力学参数.研究发现,其分解终温最佳值为 200℃;CO2 和H2O 在分解终温较低时对反应过程的影响较大;升温速率对反应的影响程度在其高于 10℃/min 后明显减弱;KHCO3分解反应的表观活化能为 90～120 kJ/mol.本文为干法 K2CO3/KHCO3 循环脱除 CO2 的研究提供了一定的基础数据.     

CO_2捕集过程中钙基吸收剂吸碳反应本征动力学

本文通过严格控制实验条件,消除内扩散和外扩散的影响,对两种CaO质量分数均为75%的合成钙基吸收剂进行了本征动力学实验。通过晶粒模型分析,找到了完全由表面反应控制的本征动力学阶段,分析其本征反应动力学特性,得到本征反应速率常数k_s和活化能E,并与早期的研究结果进行了对比分析。研究表明:两种合成吸收剂的活化能均小于石灰石吸碳反应的活化能;合成吸收剂的吸碳反应速率与石灰石分解CaO的吸碳反应速率具有相同的数量级。本研究同时得到了反应动力学控制阶段吸碳反应速率与驱动力CO_2分压之间的关系。     

Cl对钙基吸收剂捕集CO_2性能的影响

在分析纯CaCO_3中浸渍添加Cl,利用双固定床反应器和热重分析仪研究了Cl对CaCO_3循环捕集CO_2性能的影响。结果表明:Cl/Ca摩尔比大于0.25:100时,随Cl/Ca摩尔比继续增加,吸收剂循环碳酸化转化率迅速降低.当Cl/Ca摩尔比为4:100时,经5次循环后吸收剂基本失去循环捕集CO_2活性.吸收剂化学反应控制阶段的碳酸化速率和碳酸化转化率均随Cl/Ca摩尔比增加而降低,Cl对吸收剂扩散控制阶段碳酸化速率影响不大.添加Cl后,吸收剂烧结加剧,孔隙坍塌堵塞更加严重,比孔容和比表面积均减小,导致吸收剂循环碳酸化转化率降低。     

FTIR法研究3,5-二甲硫基-2,4-/2,6-二氨基甲苯二胺扩链剂的扩链动力学

采用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)“原位”跟踪了聚氨酯脲的固化过程,实验结果表明:本体聚合反应中,反应初期转化率、反应规律表现为良好的二级动力学关系,给出了反应初期的动力学常数。反应后期高转化率时,反应规律受温度影响较大。温度较低时,反应受扩散控制影响,NCO和NH_2反应的二级反应动力学速率常数逐渐变小;温度较高时,反应速率常数变大。按照反应初期的动力学数据拟合出DMTDA的固化活化能为26.4kJ·mol~(-1),加入催化剂有机锡DBTDL后,反应体系的固化活化能(26.5kJ·mol~(-1))保持恒定,改变DBTDL的浓度,转化率随反应时间变化的动力学曲线保持不变,因此DBTDL对NCO与NH_2的反应无催化作用。否定了脲键自催化的理论,提出了可能的反应机理。     

水合乙酸锌脱水反应的动力学

用等温热重法和非等温热重法研究了Zn(CH3COO) 2·2H2 O的脱水反应 .在 61.1、62 .8、66.2、69.9℃下的等温热重数据 ,由等转化率下的lnt=E/RT +ln[g(α) /A]进行拟合 ,确定了活化能的大小 ;升温速率为 10℃ /min的非等温热重曲线显示 ,Zn(CH3COO) 2·2H2 O的脱水反应发生在 71～ 10 2℃间 ,其数据通过Doyle Zsako法进行拟合 ,以线性相关系数为判据 ,并结合等温热分析拟合结果 ,得到该脱水反应的积分动力学模式函数g(α) =[-ln( 1-α) ]2 / 3、活化能E =10 0 .8kJ/mol、指前因子ln(A/s-1) =3 6.0 9、动力学补偿效应方程为lnA =0 .3 3 3 9E + 2 .0 10 .     

天然焦-H2O气化反应特性

在加压热重分析仪上研究了气化温度和催化剂种类对沛城煤矿天然焦-H2O的气化反应特性的影响,用扫描电镜(SEM)观察不同温度下焦样的孔隙结构,并计算了动力学参数.结果表明,气化温度是影响天然焦-H2O气化反应性的一个主要因素,随着温度的升高,天然焦的孔隙越发达,碳转化率明显增大;K基、Ni基、Fe基三种催化剂均能有效地促进气化反应,其中K基催化剂效果最好,其次是Ni基和Fe基催化剂;天然焦的活化能为Eα=147.25 kJ/mol.     

玻璃纤维/环氧树脂复合材料热分解动力学参数的确定

采用热重分析仪对空气和氮气气氛中的玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料进行热分析,得到该材料在空气气氛中的烧蚀热为3125～3440J/g,而在氮气气氛中并未出现明显的氧化放热峰。基于阿伦纽斯形式的多步分解模型和直接解法,计算了该材料在空气气氛中的热分解动力学参数。分析表明:阿伦纽斯形式的多步分解模型能够较好地描述该材料的热分解过程;直接解法适用于计算复合材料的热分解动力学参数;确立的热分解动力学参数是正确有效的。     

对甲基苯磺酰化丝氨酸Nd(Ⅲ)配合物的合成、表征及热分解反应动力学

合成了对甲基苯磺酰化丝氨酸配体(L)和对甲基苯磺酰化丝氨酸Nd(Ⅲ)配合物。通过元素分析、热分析、红外光谱、紫外光谱和摩尔电导等分析技术,确定配合物的组成为NdL3。用非等温热重分析方法研究了Nd(Ⅲ)配合物的热分解反应动力学,分解反应一步进行,其分解的动力学方程为dα/dt=Aexp(-Ea/RT)(1-α)2,并计算出了该步热分解的活化熵ΔS#、活化吉布斯自由能ΔG#和活化焓ΔH#分别为-86.7674J/mol.K、219.3884kJ/mol、170.9938kJ/mol。     

生物质与煤矸石混烧特性实验研究

采用热重分析仪,以20℃/min的温升速率对煤矸石、玉米秸秆以及二者的混合物进行燃烧特性实验,得到了燃烧的特性参数,再通过动力学分析得到了燃烧的活化能等动力学参数.研究结果表明,煤矸石的着火特性、综合燃烧特性差,玉米秸秆着火特性、综合燃烧特性较好.煤矸石和玉米秸秆混合物的燃烧特性取决于混合物中各物质所含的比例,混合物中玉米秸秆的比例越高,综合燃烧特性越好.     

正庚烷热裂解的反应分子动力学模拟

研究表明正庚烷热裂解的主产物是C₂H₄, H₂, CH₄以及C₃H₆,模拟结果和实验吻合很好. 温度对产物分布具有明显的影响,当温度上升,目标产物乙烯的量会迅速增加. 正庚烷转化率以及主产物的摩尔分数分别通过反应分子动力学和化学动力学模拟计算得到,两种方法模拟结果相吻合. 我们还通过动力学分析研究了正庚烷热裂解反应的动力学参数,反应活化能为47.32 kcal/mol,指前因子为1.78×10¹⁴ s^-1.     

静电纺丝技术制备Eu(BPA)3 phen/聚丙烯腈纤维及其性能

为了增强稀土络合物的物理化学性能和成型加工性能,以扩大稀土发光材料在防伪、荧光标识与OLED等领域中的应用,本文将实验合成的铕的络合物溶于聚丙烯腈,通过静电纺丝技术制备了一种新型的Eu(BPA)_3phen/PAN紫外荧光复合纳米纤维。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能量色散谱仪(EDS)、傅立叶红外光谱仪(FT-IR)、热重差热分析仪(TG-DSC)与荧光光谱仪(FL)对发光纳米纤维的性能进行分析。实验结果表明,复合纤维的直径分布在200～400 nm,且随机取向。热重分析表明,Eu(BPA)_3phen/PAN复合纤维的初始分解温度约为310℃,热稳定性较好。此外,研究了掺杂不同浓度Eu(BPA)_3phen对纤维发光性能的影响,发现纤维的荧光发射强度随着Eu(BPA)_3phen含量的增加呈现先增后减的变化趋势,当Eu(BPA)_3phen的含量为2.5%时,荧光强度最高。这种新型的的Eu(BPA)_3phen/PAN荧光复合纤维在防伪和OLED等方面具有潜在应用价值。     

聚甲基丙烯酸甲酯等温燃烧反应的动力学研究

使用锥形量热仪研究了 3mm厚、10 0× 10 0mm2 的透明聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)板在不同温度下的燃烧反应 ,采用化学动力学法拟合了PMMA燃烧过程中质量损失率a与时间t的单方程速率模型 .结果显示 ,在PMMA燃烧过程中 ,质量损失速率受产物的解吸附和扩散过程控制 .PMMA在 5 84～ 80 0℃燃烧时 ,合适的反应动力学方程为 [-ln(1-a) ]1/4=Ae-E/RTt ,其中指前因子A约等于 0 .12 39s-1,平均表观活化能E约为2 2 .81kJ/mol,并与温度的变化基本无关 ,计算结果与实验数据吻合较好     

煤的热天平燃烧反应动力学特性的研究

采用热天平获得同一种煤在不同升温速率下的TG、DTG曲线,可求出燃烧速率、燃烧温度随燃烬度的变化曲线,根据两个不同升温速率下的数据,可计算出化学动力学参数活化能和指前因子随燃烬度的变化曲线。根据实验数据计算得到四个煤种的反应动力学参数随燃烬度变化的曲线,并预测其中一种煤在第三个升温速率下的燃烧速率随燃烬度的变化曲线,计算结果与实验结果符合较好。用此模型预测了在不同的恒定温度下试验煤种的煤粉燃烧速率随燃烬度的变化趋势。     

O_2/CO_2气氛下不同密度煤粉燃烧特性研究

本文将大同烟煤分为低(1.4 g/cm~3)、中(1.4～2.0 g/cm~3)、高(2.0 g/cm~3)3个密度段,进行不同密度原煤的工业和元素分析,利用热重分析仪研究了O_2/N_2、O_2/CO_2气氛(不同氧气浓度下)各样品的燃烧特性,并开展了反应动力学分析。结果显示在O_2/CO_2气氛下,随煤粉密度增加,煤粉最大失重速率减小,最大放热速率减小,燃尽温度升高;提高氧气浓度可降低燃尽温度。与O_2/N_2气氛相比,在氧气浓度相同的条件下,各样品在O_2/CO_2气氛下的着火温度、燃尽温度、表观活化能均升高。     

基于TG-FTIR分析的柳桉热解特性研究

以柳桉生物质为原料,利用红外光谱(FTIR)对其结构进行表征,获得主要官能团的分布信息。随后利用热重红外联用技术(TG-FTIR)研究柳桉的热解行为。柳桉主热解阶段存在由纤维素热解造成的主失重峰以及半纤维素和木质素热解引起的两个肩状峰。同时引入双高斯分布活化能模型(DG-DAEM)对柳桉的热解动力学参数进行计算,结果表明其表观活化能主要分布在第一高斯区间。此外通过在线FTIR分析进一步探讨了典型小分子气体产物的生成和演变机理。     

太阳能甲醇分解吸收-反应器研制与实验研究

利用中温太阳能为甲醇分解的吸热反应供热,可以将中温太阳能转化为合成气燃料的化学能,同时提高燃料热值和太阳能的可用性,还可以实现太阳能与化石燃料的互补.本研究提出了太阳能热化学系统的一体化设计原则,建立了综合考虑太阳能集热、反应动力学和反应器结构参数的太阳能甲醇分解反应器的理论分析模型,并首次研制了5 kW热功率的抛物槽式太阳能甲醇分解一体化实验装置.太阳能甲醇分解的实验结果表明太阳能集热器可以为甲醇分解提供200～300 ℃的反应温度,在辐照300～800 W/m2,甲醇进料量为0.5～4l/h条件下,甲醇转化率可以达到50%～95%,投射到吸收-反应器上的太阳能转换为燃料化学能的效率可以达到30%～60%,具有良好的甲醇分解和太阳能转换性能.研制的实验装置体现了一体化设计特征,同时理论分析结果与实验结果也具有很好的一致性.本文研究成果将为开拓太阳能与化石能源互补的能量系统提供理论支撑和实验数据.     

氧碘激光器化学式碘发生装置的实验研究

针对采用化学式碘发生器的氧碘激光器稳定出光时间较短的情况,通过热力学和化学动力学方面的实验和分析进行了化学式碘发生装置供碘稳定性的研究。分析了物料转化率和反应速率随反应初始温度及反应时间的变化,得到了固相产物的灰层扩散是该反应控制步骤的结论,明确了实验中CuI要大大过量,用氯气量控制碘量的原则,同时确定了适宜的起始反应温度。优化后,在近15s时间内碘流量变化小于15%,显示出了较好的供碘稳定性,此时CuI的转化率为23%。     

一种生物柴油代用品在HZSM-5分子筛催化剂上的催化热解

为了深入了解生物柴油在ZSM-5沸石上的催化反应机理,在常压的流动反应器中进行了生物柴油代用品丁酸甲酯在氢型ZSM-5(HZSM-5)催化剂上的热解和催化热解. 热解产物使用气相色谱-质谱法定性和定量测量. 动力学模型和实验表明,气相中氢提取反应是热解过程中丁酸甲酯分解的主要途径,但在HZSM-5上,丁酸甲酯则主要通过解离生成烯酮和甲醇消耗;与无催化反应相比,丁酸甲酯在HZSM-5上的初始分解温度降低了约300 K. 并且通过Arrhenius方程获得了在催化热解和均相热解条件下丁酸甲酯消耗的表观活化能. 明显降低的表观活化能证实了HZSM-5对丁酸甲酯热解的催化性能. 此外催化剂的活化温度对HZSM-5的某些催化性能具有一定的影响. 该研究对进一步的实际生物柴油燃料的催化燃烧具有一定的指导意义.     

3,7-二硝基亚氨基-2,4-二氮杂双环[3,3,0]辛烷的放热分解反应动力学

在程序升温条件下 ,用DSC研究了标题化合物的放热分解反应动力学 .用线性最小二乘法、迭代法以及二分法与最小二乘法相结合的方法 ,以积分方程、微分方程和放热速率方程拟合DSC数据 .在逻辑选择建立了微分和积分机理函数的最可几一般表达式后 ,用放热速率方程得到相应的表观活化能 (Ea)、指前因子 (A)和反应级数 (n)的值 .结果表明 :该反应的微分形式的经验动力学模式函数、Ea 和A值分别为 (1-α) 0 .44、2 30 .4kJ/mol和 10 18.16s-1.借助加热速率和所得动力学参数值 ,提出了标题化合物放热分解反应的动力学方程 .该化合物的热爆炸临界温度为 30 2 .6℃ .上述动力学参数对分析、评价标题化合物的稳定性和热变化规律十分有用 .     

Bi系超导相形成的化学动力学研究

用化学动力学探讨了Bi系超导相形成的机理,提出反应活化能是控制超导相形成的关键因素。在纯Bi系2223名义成份下,2212相的形成满足“晶核形成生长”自催化动力学模型,其动力学方程为α_(2212)=1—exp(—k_(2212)t~(2.5))。2223相的形成较好地符合“收缩晶核界面”反应模型,动力学方程为1—(1—α_(2223))~(1/3)=k_(2223)t。以0.35molPb替代Bi后,2212相形成的动力学规律没有本质改变,但是2223相的形成表现出区域反应的自催化效应,其相应的动力学方 关键词：