蝎型铜配合物：Cu2[ μ-pz]2[HB(pz)3]2和Cu[B(pz)4]2的合成、结构及热分解动力学性质

本文设计合成了两种以聚吡唑硼酸盐、吡唑为配体的铜配合物Cu₂[ μ-pz]₂[HB(pz)₃]₂(1)和Cu[B(pz)₄]₂(2)(pz：吡唑(C₃H₄N₂))。运用元素分析、红外光谱对配合物进行了表征，并用X-ray衍射测定了它们的晶体结构。非等温热分解动力学研究表明：配合物1的热分解反应分两步，配合物2的热分解反应一步进行。通过计算，配合物1热分解的第一步反应的可能机理为成核与生长，n=1/4；第二步反应的可能机理为化学反应。其非等温动力学方程分别为：dα/dT=A/β e^-E/RT·1/4(1-α)[-ln(1-α)]^-3和dα/dT=A/β e^-E/RT·(1-α)²。分解反应的表观活化能分别是520.37 kJ·mol^-1和149.65 kJ·mol^-1；指前因子lnA分别是118.06 s^-1和28.10 s^-1。配合物2热分解的可能机理为化学反应。其非等温动力学方程为：dα/dT=A/β e^-E/RT·(1-α)²。分解反应的表观活化能是111.41 kJ·mol^-1；指前因子lnA是21.20 s^-1。     

3-硝基邻苯二甲酸锆的制备﹑热分解机理及非等温反应动力学

用3-硝基邻苯二甲酸、氢氧化钠和硝酸氧锆为原料, 制备了3-硝基邻苯二甲酸锆, 采用元素分析、X射线荧光衍射和FT-IR对其结构进行了表征. 用TG-DTG以及变温固相原位反应池/傅里叶变换红外光谱(RSFT-IR)联用技术研究了3-硝基邻苯二甲酸锆的热分解机理, 对主分解反应的DTG峰进行了数学处理, 计算得到了动力学参数和动力学方程. 结果表明, 3-硝基邻苯二甲酸锆的分解反应总共有4个阶段, 其中主分解反应发生在第2阶段, 主分解反应的表观活化能Ea与指前因子A分别为158.84 kJ·mol-1和10^9.85 s-1, 主分解阶段的反应机理服从一级Mample法则, 主分解反应的动力学方程为dα/dt=10^9.85(1-α)e^-1.91×10⁴/T.     

纳米结晶体Ni0.5Zn0.5Fe2O4对高氯酸铵热行为及分解反应动力学的影响

采用差示扫描量热法(DSC)、热重和微分热重(TG-DTG)及固相原位反应池/快速扫描傅立叶变换红外联用技术(hyphenated in situ thermolysis/RSFTIR)研究了纳米结晶体Ni_0.5Zn_0.5Fe₂O₄与高氯酸铵(AP)组成的混合物的热行为和分解反应动力学。结果表明：Ni_0.5Zn_0.5Fe₂O₄使得AP的低、高温分解放热峰温分别提前17.44 K和27.74 K,并使得对应的分解热分别增加3.7 J·g^-1和193.7 J·g^-1。Ni_0.5Zn_0.5Fe₂O₄并不影响AP的晶转温度和晶转热。Ni_0.5Zn_0.5Fe₂O₄使得AP的TG曲线出现3个阶段,并使得后2个失重阶段的初始和终止温度都有所提前。凝聚相分解产物分析表明Ni_0.5Zn_0.5Fe₂O₄加速了凝聚相AP的分解及氨气的释放。含Ni_0.5Zn_0.5Fe₂O₄的AP的高温分解反应的动力学参数E_a=238.88 kJ·mol^-1,A=1018.59 s^-1,动力学方程可表示为dα/dt=10^18.99(1-α)[-ln(1-α)]^3/5e^-2.87×104T。始点温度(T_e)和峰顶温度(T_p)计算得出AP的热爆炸临界温度值分别为:574.83 K和595.41 K。分解反应的活化熵(ΔS^≠)、活化焓(ΔH^≠)和活化能(ΔG^≠)分别为:109.61 J·mol^-1·K^-1、236.49 kJ·mol^-1及172.58 kJ·mol^-1。     

α-磷酸锆的制备及热分解非等温动力学研究

采用改进的直接沉淀氟配位法,在常温常压下制备出了α-磷酸锆(α-ZrP),XRD结果表明它的层间距为0.765 nm,结晶度较好,并以热重分析法(TG)为手段,对α-ZrP的热分解过程和非等温热分解动力学机理进行了研究。结果显示,在线性升温速率为10℃/min时,α-ZrP在131℃开始脱结晶水;脱去结晶水后形成的Zr(HPO₄)₂在453℃进行磷羟基缩合,至720℃完全分解为ZrP₂O₇。脱结晶水和分解过程的失重分别为6.24%和5.64%,与理论值基本相符。动力学研究确定了Zr(HPO₄)₂分解反应属于Avrami-Erofeev的成核和核成长为控制步骤的Al机理,热分解反应表观活化能为165.6 kJ/mol, 频率因子为3.50×10⁷ s^-1。     

新型高能有机钾盐K(DNDZ)的晶体结构和热行为研究

合成了一种新型高能有机钾盐2-(二硝基亚甲基)-1,3-二氮杂环戊烷钾盐[K(DNDZ)],并培养出单晶。该晶体属单斜晶系,空间群P2₁/n,晶胞参数为：a=0.506 31(19) nm,b=1.336 2(5) nm,c=1.164 9(4) nm,β=99.860(6)°,V=0.776 5(5) nm³,Z=4,μ=0.674 mm^-1,F(000)=432,D_c=1.815 g·cm^-3。用非等温DSC法研究了K(DNDZ)的热行为,第一放热分解反应的放热焓、表观活化能和指前因子分别为444.75 kJ·mol^-1,152.2 kJ·mol^-1和10^13.92 s^-1。其热爆炸的临界温度为208.63 ℃。     

聚羟基丁酸-戊酸的非等温热分解反应动力学

用非等温TG-DTA技术, 在5.0、10.0、15.0和20.0 K•min^-1线性升温条件下, 研究聚羟基丁酸-戊酸(PHBV)的热分解反应动力学. 结果表明, 分解过程分三个阶段：分解初期、分解中期和分解后期. 分解初期的机理函数为Avrami-Erofeev方程(n=1/2), 对应随机成核和随后生长机理, 表观活化能E_a(β→0)为69.44 kJ•mol^-1, 指前因子A(β→0)为106.27 s^-1；分解中期的机理函数为Avrami-Erofeev方程(n =2/5), 对应随机成核和随后生长机理, 表观活化能Ea(β→0)为117.64 kJ•mol^-1, 指前因子A(β→0)为10^11.48 s^-1；分解后期的机理函数为Mampel Power法则(n=1/3), 对应机理为幂函数法则, 表观活化能Ea(β→0)为116.64 kJ•mol^-1, 指前因子A(β→0)为10^8.68 s^-1.     

三嗪吡唑类铜配合物的合成、结构及光谱研究

以三齿吡唑-三嗪(类蝎型)化合物2,4-二(3,5-二甲基吡唑)-6-二乙基胺-1,3,5-三嗪(bpz^*eaT)为配体,在无水乙醇和甲醇溶剂中,合成了2个配合物Cu₂(mpz^*eaT-EtO)₂(N₃)₂Cl₂(1)和Cu₂(mpz^*eaT-MeO)₂(N₃)₄(2)(mpz^*eaT-EtO：2-(3,5-二甲基吡唑)-4-乙醇-6-二乙基胺-1,3,5-三嗪;mpz^*eaT-MeO：2-(3,5-二甲基吡唑)-4-甲醇-6-二乙基胺-1,3,5-三嗪)。通过元素分析、红外光谱、紫外光谱、热重分析以及X-ray单晶衍射方法对配合物进行了表征,并分析了其光谱及结构特征。晶体结构表明,配合物1属于三斜晶系,P1空间群,a=0.9949(2)nm,b=1.0216(2)nm,c=1.1480(2)nm,α=115.11(3)°,β=106.99(3)°,γ=100.39(3)°,V=0.9460(3)nm³,Z=1;配合物2属于单斜晶系,P2₁/c空间群,a=1.5464(5)nm,b=1.4008(5)nm,c=0.8905(3)nm,β=103.227(5)°,V=1.8779(10)nm³,Z=2。配合物1和2中的中心铜原子均为五配位,形成扭曲的四角锥构型。     

三(3,5-二甲基苄基)氯化锡和四(间氰基苄基)锡的合成、晶体结构和量子化学研究

以3,5-二甲基苄基氯和间氰基苄基氯在适当的溶剂中与锡粉反应,合成了三(3,5-二甲基苄基)氯化锡(1)和四(间氰基苄基)锡(2),经X射线衍射方法测定了化合物的晶体结构。化合物1属单斜晶系,空间群为P2₁/m,晶体学参数:a=0.584 03(4) nm,b=1.966 37(14) nm,c=0.856 46 (5) nm, β=95.138(3), V=0.979 62(11) nm³,Z=2,D_c=1.735 g·cm^-3,μ(Mo Kα)=14.53 cm^-1,F(000)=524,R₁=0.043 7,wR₂=0.1232。化合物2属单斜晶系,空间群为C2/c,晶体学参数:a=1.692 21(12) nm,b=1.167 41(8) nm,c= 1.539 41(11) nm,β=116.615(10)°,V=2.718 9(3) nm³,Z=4,D_c=1.424 g·cm^-3,μ(Mo Kα)=9.67cm^-1,F(000)=1 176,R₁=0.017 5,wR₂=0.046 1;中心锡原子为畸变四面体构型。对其结构进行量子化学从头计算,探讨了配合物的稳定性、分子轨道能量以及部分前沿分子轨道的组成特征。     

N,N'-二(5,5-二甲基-2-磷杂-2-硫代-1,3-二噁烷-2-基)乙二胺的热分解动力学研究

以TG-DTG为手段, 研究了N,N'-二(5,5-二甲基-2-磷杂-2-硫代-1,3-二噁烷-2-基)乙二胺(DPTDEDA)在氮气气氛中的热分解动力学, 利用 Kissinger法、Flynn-Wall-Ozawa(FWO)法对DPTDEDA进行了动力学分析, 求出了该物质的热分解动力学参数, 同时利用Satava-Sestak法研究了该物质的热分解机理. 结果表明, Kissinger法所求得的表观活化能为137.37 kJ•mol^－1, 指前因子ln A＝28.00; Flynn-Wall-Ozawa法所求得的活化能为139.83 kJ•mol^－1. DPTDEDA的热分解机理为相边界反应, 其动力学方程为G(α)＝1－(1－α)⁴, 反应级数n＝4.     

Dy(Tyr)(Gly)3Cl3·3H2O的热化学和热分解动力学研究

以氯化镝、甘氨酸和L-酪氨酸为原料合成了配合物Dy(Tyr)(Gly)₃Cl₃·3H₂O. 用溶解-反应热量计测得配合物在298. 15K时的标准摩尔生成焓为–(4287. 10±2. 14) kJ / mol. 并用TG-DTG技术对配合物进行了非等温热分解动力学研究, 推断出配合物第二步热分解反应的动力学方程为: dα/dT＝3. 14 ×10²⁰ s^-1/βexp(-209. 37 kJ / mol /RT)(1-α)².     

3-硝基邻苯二甲酸锆的制备、热分解机理及非等温反应动力学

用3-硝基邻苯二甲酸、氢氧化钠和硝酸氧锆为原料,制备了3-硝基邻苯二甲酸锆,采用元素分析、X射线荧光衍射和FT-IR对其结构进行了表征.用TG-DTG以及变温固相原位反应池/傅里叶变换红外光谱(RSFT-IR)联用技术研究了3-硝基邻苯二甲酸锆的热分解机理,对主分解反应的DTG峰进行了数学处理,计算得到了动力学参数和动力学方程.结果表明,3-硝基邻苯二甲酸锆的分解反应总共有4个阶段,其中主分解反应发生在第2阶段,主分解反应的表观活化能Ea与指前因子A分别为158.84kJ·mol-1和109.85s-1,主分解阶段的反应机理服从一级Mample法则,主分解反应的动力学方程为dα/dt=109.85(1-α)e-1.91×104/T.     

超级铝热剂Al/CuO前驱体的制备、表征、热分解机理及非等温分解反应动力学

以硝酸铜、无水乙醇、1,2-环氧丙烷和纳米铝粉为原料, 在超声振荡条件下, 采用溶胶-凝胶法制备了纳米复合含能材料——超级铝热剂Al/CuO的前驱体. 利用热重-差示扫描量热-傅里叶变换红外-质谱(TG- DSC-FTIR-MS)联用技术, 研究了纳米Al/CuO溶胶-凝胶前驱体的热行为和分解过程及机理. 利用不同升温速率下的TG-DTG分析, 研究了纳米超级铝热剂Al/CuO的溶胶-凝胶前驱体的热分解反应机理, 采用了6种动力学分析方法进行动力学参数计算, 得到前驱体分解反应的表观活化能、反应级数、频率因子等动力学参数, 纳米Al/CuO前驱体分解反应的动力学方程为: dα/dt=10^14.0×4α^3/4exp(-2.0×10⁴/T).     

含有羧基配体的蝎型钒氧配合物的合成、结构及其热分解动力学

设计合成了两种新型的以聚吡唑硼酸盐、氨基酸为配体的钒氧配合物VO[phCH2CH(NH2)COO][HB(pz)3](1)和VO(3,5-Me2pz)[HB(3,5-Me2pz)3](CH3COO)(2). 通过元素分析、红外光谱对配合物进行了表征, 并利用单晶X射线衍射技术解析了它们的结构. 非等温热分解动力学研究表明, 配合物1和2的热分解反应都是分两步进行的. 通过计算, 配合物1热分解的第一步反应的可能机理为成核与生长(n=1/4); 第二步反应的可能机理为化学反应. 其非等温动力学方程分别为, dα/dT=(A/β)e-E/RT(1/4)(1-α)[-ln(1-α)]-3 和dα/dT=(A/β)e-E/RT(1-α)2. 分解反应的表观活化能分别是223.52 和331.94 kJ·mol-1; 指前因子ln(A/s-1)分别是49.67 和57.50. 配合物2 热分解的第一步反应的可能机理为化学反应; 第二步反应的可能机理为成核与生长(n=1/2). 其非等温动力学方程分别为, dα/dT=(A/β)e-E/RT(1-α)2, 和dα/dT=(A/β)e-E/RT(1/2)(1-α)[-ln(1-α)]-1. 分解反应的表观活化能分别是300.56 和444.72 kJ·mol-1; 指前因子ln(A/s-1)分别是75.53 和92.50.     

N-脒基脲二硝酰胺放热分解反应的动力学行为

用DSC和微热量仪研究了N-脒基脲二硝酰胺(GUDN)的放热分解反应动力学行为和比热容, 计算得到程序升温下GUDN主放热分解反应的动力学参数(活化能Ea和指前因子A)、自加速分解温度(TSADT)、绝热条件下达到最大分解反应速率的时间(tTMRad)和至爆时间(tTIad). 结果表明, 在非等温DSC条件下, GUDN的热分解过程可用经验级数自催化动力学方程dα/dt=10^18.49exp(-195500/RT)(1-α)^0.81+10^18.00exp(-177000/RT)α^1.29(1-α)^0.71描述. 热分解转热爆炸的临界温升速率为0.1236 K·h-1. 所得的TSADT、tTMRad和tTIad值分别为473.95 K、2.24 s和3.51 s.     

油酸包覆纳米铝粉/黑索今复合体系的热行为及非等温分解反应动力学

在氮气气氛下,采用油酸(OA)对纳米铝粉(nmAl)进行了表面包覆处理,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外(FTIR)光谱对其形貌和结构进行了表征.用差示扫描量热(DSC)对油酸包覆前后的纳米铝粉与黑索今(RDX)构成的复合体系[nmAl/RDX和(nmAl+OA)/RDX]的热分解反应动力学进行了研究,得到了动力学参数和动力学方程.结果表明,大量油酸以物理吸附的方式吸附在纳米铝粉表面,少量油酸与纳米铝粉表面铝原子发生了化学反应,以化学键合的形式附着在纳米铝粉表面.与nmAl/RDX复合体系相比,(nmAl+OA)/RDX复合体系在不同升温速率下的分解峰峰温都相对降低,分解反应的表观活化能(Ea)和指前因子(A)分别为141.18kJ·mol-1和1012.57s-1,分解反应机理为三维扩散,服从n=1/2的Jander方程,其动力学方程为dα/dt=1013.35(1-α)2/3[1-(1-α)1/3]1/2e-16981.0/T.     

含CL-20的改性双基推进剂的热行为及非等温反应动力学

用DSC和TG方法研究了含六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)的改性双基推进剂在常压(0.1 MPa)和高压(4和7 MPa)下的热行为和高压下的热分解反应动力学. 结果表明, 该推进剂常压下DSC曲线有3个放热峰, 相应TG曲线有3个失重过程; 而高压下DSC曲线只有一个放热峰, 高压下放热峰的峰温随加热速率增大而升高. 高压下该推进剂放热分解反应机理和反应动力学参数受测试环境压强影响较弱, 反应机理是随机成核和随后生长, 放热分解反应的动力学方程可以表示为, 4 MPa时, dα/dt=1014.5(1-α)[-ln(1-α)]1/3e-17981.7/T; 7 MPa时, dα/dt=1014.7(1-α)·[-ln(1-α)]1/3e-18138.1/T.     

邻香兰素丝氨酸Schiff碱吡啶合锌(Ⅱ)配合物的合成、晶体结构和热分解动力学

合成的标题化合物晶体-C~2~6H~2~6N~4O~5Zn属正交晶系, 空间群P2~12~12~1,a=0.9460(4)nm, b=1.4114(4)nm, c=1.9254(4)nm, Z=4。利用热重分析对配合物第二步热分解过程进行了非等温动力学研究, 探讨了反应的可能机理, 得到其相应的动力学参数, 非等温动力学方程为:dα/dt=A·e^-^E^/^R^T·(1-α)^2     

双[2-(2'-苯氧基)苯并恶唑]二吡啶合锰(II)配合物的研究

X射线晶体结构分析结果表明, 标题化合物晶体(C36H26MnN4O4)属单斜晶系, 空间群为P21/a, a=0.9833(3), b=1.8646(3),c=0.9449(1)nm, Z=2, 最终因子Rw=0.057。利用热重分析对配合物晶体两步热分解过程进行了非等温热力学研究, 探讨了反应的可能机理, 得到其相应的动力学参数。第一步非等温动力学方程为: dα/dt=A.exp(-E/RT).2(1-α)^1^/^2, 第二步: dα/dt=A.exp(-E/RT).3/2(1-α)[-ln(1-α)]^1^/^3。     

硫酸氢铵分解动力学及其分解机理的研究

为了筛选适合的化学贮能系统,Wentworth等人曾提出了十项筛选标准。照此标准衡量,硫酸氢铵的分解-合成反应是一个十分理想的贮能系统: NH_4HSO_4(l)?NH_3(g)+H_2(g)+SO_3(g)Prengle也曾就此反应应用于太阳能电站贮能系统的可行性作过理论上的探讨.但是,有关该反应的基础研究进行的还很不够,特别有关分解动力学和分解机理的研究文献尚未见报导。本文用等温热重法和程序升温热重法对硫酸氢铵的热分解动力学进行了研究,并确定了分解机理,为贮能系统的实际应用提供了基础数据。