皮秒和纳秒单脉冲激光加热Al/NC复合纳米含能材料的热动力学分析

对纳米金属颗粒复合含能材料这一新兴体系的单脉冲激光作用的热动力学过程进行了理论分析. 推导了分散在介质中的纳米金属颗粒吸收脉冲激光能量的瞬时功率密度. 从热分解机理出发对纳米金属铝复合硝化纤维(Al/NC)薄膜吸收脉冲激光能量过程以及伴随着放热化学反应的热点热量传播过程进行了数值模拟,计算了不同质量分数的Al/NC薄膜样品分别在100ps,10ns,25ns脉冲激光作用下的化学反应直径. 计算结果与实验数据相比较,表明了热分解基本符合10ns,25ns脉冲激光引发含能材料反应的机理,但它并不符合100ps 关键词： 热分解 化学反应 脉冲激光 含能材料     

HCFC-22热分解动力学的研究

本文讨论了HCFC-22热分解特.性,并研究了HCFC-22初始浓度和反应温度对HCFC-22分解率的影响.实验结果表明,HCFC-22初浓度越低,反应温度越高,HCFC-22分解率越高.根据Arrhenius方程计算, 500～800℃范围内,HCFC-22在氮气和空气气氛下热分解反应的活化能(Eα)分别为248.21、288.89 kJ·mol-1,其相应的指前因子(A)为3.26×1013、3.26×1016s-1.     

六硝基六氮杂异伍兹烷及其残余物的热分解

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60 min. 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60 min 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.     

裂解气相色谱-质谱法研究聚醚酰亚胺的热裂解行为

采用裂解气相色谱-质谱技术研究了聚醚酰亚胺(PEI)在550℃、650℃和750℃裂解温度下的热分解行为.随着裂解温度上升,裂解产物明显增加.在750℃时聚合物分子链断裂完全,共鉴别到25种碎片组分.PEI热分解的碎片中叔丁基苯酚、叔丁基甲基苯酚、苯酚、苯胺、氰苯、2-苯基-1H-异吲哚-1,3(2H)-二酮等5种裂解产物最重要,因此可以依据这几种化合物定性鉴别聚醚酰亚胺.依据热分解产物的数量以及结构推断降解机理为:裂解首先从醚键开始,其次是酰胺基团中的C-N键,然后再经过一系列消除反应、成环反应、重排反应等形成多种裂解碎片.     

花型无水碳酸镁制备及其热分解动力学

以氯化镁(MgCl2)为原料,尿素为(CO(NH2)2)沉淀剂,在柠檬酸钠作表面活性剂的条件下,采用水热法制备出无水碳酸镁粉体.对获得的样品采用SEM、XRD和TG-DSC方法研究了产物的微观结构及热分解过程.研究结果表明,水热法可以获得片组装的花型无水碳酸镁粉体,600℃煅烧可获得相应的花型氧化镁.利用Popescu法分析了水热产物的热分解过程.分析结果表明:水热产物热分解动力学过程属于三维扩散过程控制的D4模型,该过程的活化能Es=79.10 kJ/mol,指前因子A=3.22×106 min-1,相关系数R2=0.9894.     

苯的硝基和叠氮基衍生物的理论研究

在密度泛函理论B3LYP/6-31G*水平下优化了91个苯的硝基(NO₂)和叠氮基(N₃)衍生物的分子几何构型, 预测了它们的密度和生成热, 采用Kamlet-Jacobs方法计算了爆速和爆压, 筛选得到11种爆轰性能较好的高能量密度化合物(HEDC), 计算了它们的多个可能的热解引发键的键离解能(BDE)以及按“氧化呋咱机理”分解时的活化能(E_a). 结果表明, 当分子中有NO₂与N₃相邻时, 分解按“氧化呋咱机理”进行, 分解反应的E_a均大于100 kJ/mol|分子中没有NO₂和N₃相邻时, 热解始于C-NO₂或C-N₃均裂, 裂解的BDE都大于200 kJ/mol. 只含NO₂或N₃的7个物质的稳定性好于同时含NO₂和N₃的物质, 而只含N₃的物质的稳定性又好于只含NO₂的物质, 五叠氮苯和六叠氮苯具有很出色的爆轰性能和稳定性. 无论是能量还是稳定性方面, 筛选得到的11种物质基本符合HEDC的要求.     

3, 4-二乙氧基苯甲酸与2, 2'-联吡啶三元稀土配合物的合成、晶体结构及热化学性质

本文合成了两种三元稀土配合物[Ln（3, 4-DEOBA）₃DIPY]₂DIPY（Ln=Er（1）,Gd（2）;3, 4-DEOBA：3, 4-二乙氧基苯甲酸根;DIPY：2, 2'-联吡啶）,通过元素分析,红外光谱和单晶X-射线衍射对配合物进行表征和分析。实验表明两种配合物是同种晶型的双核分子,相邻结构单元通过π-π作用形成一维链状和二维层状的超分子结构。同时还利用同步热分析与傅里叶变换红外联用（TG-FTIR）技术对配合物的热分解机理进行分析。通过差示扫描量热（DSC）技术,测得两种配合物的摩尔热容,将所得配合物的摩尔热容与折合温度进行多项式拟合,并根据热力学方程,计算得到了两种配合物的舒平摩尔热容和热力学函数值。     

多孔纳米CoFe2O4的制备及其对高氯酸铵的热分解催化性能

采用胶晶模板法制备出具有三维多孔结构的纳米CoFe₂O₄。利用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱仪、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和N₂吸附-脱附对样品的晶型和形貌结构等进行表征,采用差示扫描量热法(DSC)对比研究多孔纳米CoFe₂O₄和球形纳米CoFe₂O₄对高氯酸铵(AP)的热分解性能的影响,并考察这两种催化剂对AP催化热分解的动力学参数。结果显示,制备出的多孔纳米CoFe₂O₄样品具有典型的尖晶石结构,孔径约200 nm;比表面积明显高于40 nm球形CoFe₂O₄,达到55.646 m²·g^-1。DSC测试结果表明：多孔纳米CoFe₂O₄的加入促进了AP的热分解,最高使AP的高温分解峰温降低91.46℃,能量释放最高达1120.88 J·g^-1,是纯AP分解放热量的2.3倍;多孔纳米CoFe₂O₄具有较高的比表面积,能提高催化反应的接触面积,使AP的高温分解峰温度更低,反应活化能较小,从而表现出比球形纳米CoFe₂O₄更高的催化活性。此外,对多孔纳米CoFe₂O₄催化AP的热分解机理进行初步探索,纳米多孔催化剂对气态中间产物的作用促进了AP的热分解。     

In-situ EXAFS study on the thermal decomposition of TiH_2

Thermal decomposition behaviors of TiH_2 powder under a flowing helium atmosphere and in a low vacuum condition have been studied using an in situ EXAFS technique.By an EXAFS analysis containing the multiple scattering paths including H atoms,the changes of the hydrogen stoichiometric ratio and the phase transformation sequence are obtained.The results demonstrate that the initial decomposition temperature is dependent on experimental conditions,which occurs,respectively,at about 300 and 400℃ in a low vacuum condition and under a flowing helium atmosphere.During the decomposition process of TiH_2 in a low vacuum condition,the sample experiences a phase change process:δ(TiH_2)→δ(TiH_x)→δ(TiH_1)+β(TiH_x)→δ(TiH_x)+β(TiH_x)+α(Ti)→β(TiH_x)+α(Ti)→α(Ti)+β(Ti).This study offers a way to detect the structural information of hydrogen.A detailed discussion about the decomposition process of TiH_2 is given in this paper.     

不同晶型CL-20热分解反应机理计算分析

基于反应力场,采用NPT、NVT系综和Berendsen方法,对ε-、β-和γ-CL-20超晶胞在不同温度下的热分解反应过程进行分子动力学计算。结果表明:3种晶型CL-20的初始分解路径均是五元环和六元环中的N-NO₂键断裂生成·NO₂自由基,生成的主产物包括N₂、H₂O、CO、CO₂、NO₂、NO₃、HNO₂、HNO₃、N₂O₅、N₂O₂和NO等。相同晶型的CL-20发生热分解生成的主产物的反应速率常数随温度的升高而增大。