热解动力学计算
正癸烷热解的小规模化学动力学机理模型

正癸烷热解的小规模化学动力学机理
模型
正癸烷热解的小规模化学动力学机理模型是一种用于描述正癸烷热解反应的机理模型,它可以帮助我们更好地理解正癸烷热解反应的机理。
首先,我们需要确定正癸烷热解反应的反应物和产物,以及它们之间的反应机理。
正癸烷热解反应的反应物是正癸烷,它的分子式为C12H26,而产物则是甲烷、乙烷和乙烯,它们的分
子式分别为CH4、C2H6和C2H4。
正癸烷热解反应的反应机
理可以用下面的反应方程式来表示:
C12H26 → 12CH4 + 6C2H6 + 3C2H4
其次,我们需要确定正癸烷热解反应的反应速率方程式。
根据Arrhenius方程,反应速率可以用下面的公式表示:
r=Ae^(-Ea/RT)
其中,A是反应速率常数,Ea是活化能,R是气体常数,T是
绝对温度。
最后,我们需要确定正癸烷热解反应的反应动力学方程式。
根据反应动力学理论,反应动力学方程式可以用下面的公式表示:
d[C12H26]/dt=-k[C12H26]^n
其中,k是反应速率常数,n是反应次数。
因此,正癸烷热解的小规模化学动力学机理模型可以用上述反应物、产物、反应机理、反应速率方程式和反应动力学方程式来描述。
热解动力学计算

(4.4)
可得:
d /dt Aexp( E/RT)f ()
(4.5)
式中:A—频率因子;
E—活化能;
R—气体常数;
T—绝对温度;t—反应时间;
—样品转化率
在恒定的程序升温速率下,升温速率dT/dt
d /dT (A/ )exp( E/RT)f()
64.17
63.93
A(min-1)
8.0XO12
2.9X010
1.1X09
6.5X08
由不同干燥速率下的表观活化能可知,当污泥干燥的表观活化能和指前因子 在污泥干燥升温速率较小时,受干燥速率影响较大;而在污泥干燥速率较大时, 受污泥干燥速率影响不大。这就要求在设计干燥流程时,不能只考虑效率,还应 该考虑到能源消耗
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污泥干燥研究过程以升温速率为3C/min为例来说明。经过拟合筛选,表4.1
所示的七个动力学机理函数较接近污泥干燥的动力学函数
表4.1污泥干燥的机理函数
机理函数
12
G1()131
G3()11
G4( )11
热分析动力学

热分析动力学一、 基本方程对于常见的固相反应来说,其反应方程可以表示为)(C )(B )(A g s s +→ (1)其反应速度可以用两种不同形式的方程表示:微分形式 )(d d ααf k t= (2) 和积分形式t k G =)(α (3)式中:α――t 时物质A 已反应的分数;t ――时间;k ――反应速率常数;f (α)—反应机理函数的微分形式; G(α)――反应机理函数的积分形式。
由于f (α)和G (α)分别为机理函数的微分形式和积分形式,它们之间的关系为:ααααd /)]([d 1)('1)(G G f == (4)k 与反应温度T (绝对温度)之间的关系可用著名的Arrhenius 方程表示:)/exp(RT E A k -= (5)式中:A ――表观指前因子; E ――表观活化能; R ――通用气体常数。
方程(2)~(5)是在等温条件下出来的,将这些方程应用于非等温条件时,有如下关系式:t T T β0+= (6)即:β/=t d dT式中:T 0――DSC 曲线偏离基线的始点温度(K ); β――加热速率(K ·min -1)。
于是可以分别得到:非均相体系在等温与非等温条件下的两个常用动力学方程式:)E/RT)f(A t d d αexp(/-=α (等温) (7))/exp()(βd d RT E f AT -=αα (非等温) (8)动力学研究的目的就在于求解出能描述某反应的上述方程中的“动力学三因子” E 、A 和f(α)对于反应过程的DSC 曲线如图所示。
在DSC 分析中,α值等于H t /H 0,这里H t 为物质A ′在某时刻的反应热,相当于DSC 曲线下的部分面积,H 0为反应完成后物质A ′的总放热量,相当于DSC 曲线下的总面积。
二、 微分法2.1 Achar 、Brindley 和Sharp 法:对方程)/exp()(βd d RT E f AT -=αα进行变换得方程:)/exp(d d )(βRT E A Tf -=αα (9)对该两边直接取对数有:RTEA T f -=ln d d )(βln αα (10)由式(11)可以看出,方程两边成线性关系。
热分析动力学基础知识

(26)
式中:
u 2 1 2 P (u ) e e 1 u u u 并设 f ( ) (1 ) ,则有 d A RT 2 RT 1 e (1 ) β E E
d (1 ) dt
n
( E ) dT (1) Ae RT dt d E dT d Ae n(1 ) dt RT dt dt dT E d dt An ( 1 ) e dt RT A(1 ) e
热分析动力学
一、 基本方程
对于常见的固相反应来说,其反应方程可以表示为
A ( s ) B( s ) C( g )
其反应速度可以用两种不同形式的方程表示: 微分形式 和 积分形式
(1)
d k f ( ) dt
(2)
G ( ) k t
(3)
式中:α――t 时物质 A 已反应的分数; t――时间; k――反应速率常数; f(α)—反应机理函数的微分形式; G(α)――反应机理函数的积分形式。 由于 f(α)和 G(α)分别为机理函数的微分形式和积分形式,它们之间的 关系为:
(10)
由式(11)可以看出,方程两边成线性关系。 通过试探不同的反应机理函数、不同温度 T 时的分解百分数,进行线性回 归分析,就可以试解出相应的反应活化能 E、指前因子 A 和机理函数 f(α).
2.2
Kissinger 法
Kissinger 在动力学方程时,假设反应机理函数为 的动力学方程表示为:
Y[E, f( )] ( B C D )e A
式中:
2 EU
2 RT E 0 RT 1
含能材料热分解动力学求解及热安全性理论评估的进展

含能材料热分解动力学求解及热安全性理论评估的进展李陈1,2,马凤国2,睢贺良1,于谦1,银颖1,孙杰1(1.中国工程物理研究院化工材料研究所,四川绵阳621999;2.青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室,山东青岛266042)摘要:近年,热分解动力学评价含能材料热安全性的方法受到了广泛的关注,并逐渐发展成为传统实验方法的重要补充。
综述了以热分解动力学为基础的模拟方法评估热安全性的研究进展,介绍了获得热分解动力学参数的三种方法,包括简单线性拟合法、等转化率法和基于反应机理函数的动力学参数求解方法,讨论了不同求解方法的适用条件,并重点分析了模型拟合法的建模过程及其特点;在此基础上,结合热安全性评估中几种重要的安全性参数,介绍了基于热分解动力学对含能材料及其他危险物热安全进行评价的实际应用;最后对该方法中仍存在的争议性问题,如热分解参数求解的具体选择(等转化率法或模型拟合法)、以及针对熔融分解反应的实验方案实施等进行了讨论,提出在未来研究中应更加重视样品状态、实验技术、评价目标之间的匹配性。
关键词:含能材料;热分解动力学模型;热安全性;理论评估方法中图分类号:TJ55;O64文献标志码:ADOI :10.11943/CJEM20191081引言对含能材料进行热安全评价可以在制备、运输和储存过程中制定相应的安全措施,从而减小热爆炸造成的人员、经济损失[1-3]。
热安全性评价的目标在于确定热失控的临界条件以及发生热失控前所经历的时间,通过热爆炸实验法(如联合国推荐的H1方法)获得热安全性参数的可靠性高,但耗费的时间和经济成本高,所需样品量大,同时,热爆炸实验结果只适用于对特定样品(特定包装及尺寸)在某种特定温度条件下的安全性评价,难以满足复杂环境、多种温度下含能材料的热风险评估需求[4-6]。
因此,近年大多采用热分解动力学的理论评估方法对含能材料的热安全性进行评价,并获得了快速发展和应用[7-13]。
热分解动力学参数

热分解动力学参数热分解动力学参数是指描述物质在高温条件下发生热分解反应的速率和机理的参数。
热分解是指在一定温度下,物质发生分解反应,产生新的物质和能量释放的过程。
热分解动力学参数包括反应速率常数、活化能和反应级数等。
反应速率常数是描述反应速率与反应物浓度之间关系的参数。
反应速率常数越大,反应速率越快。
反应速率常数与温度密切相关,通常随着温度的升高而增大。
反应速率常数的大小与反应物浓度、反应物的化学性质、反应物的分子结构等因素有关。
当温度较高时,反应速率常数一般较大,反应速率较快。
活化能是指使反应发生所需的最小能量。
在热分解反应中,反应物需要克服一定的能垒才能发生分解反应。
活化能的大小决定了反应的快慢。
活化能越小,反应的速率越快。
活化能与反应物的分子结构、反应物之间的键能等有关。
当温度升高时,反应物的热运动能量增大,从而降低了反应物分子的能垒,使反应发生的能力增强,活化能减小。
反应级数是指反应速率与反应物浓度之间的关系。
反应级数可以是整数、分数或负数。
一般来说,反应级数与反应机理有关。
对于热分解反应来说,反应级数一般为整数。
反应级数为1表示反应速率与反应物浓度成正比,为2表示反应速率与反应物浓度的平方成正比。
反应级数越高,反应速率对反应物浓度的依赖性越大。
热分解动力学参数的研究对于了解反应机理、优化反应条件、提高反应效率具有重要意义。
通过实验测定不同温度下的反应速率,可以确定反应速率常数。
利用活化能可以推导出阿伦尼乌斯方程,从而计算反应速率常数与温度的关系,进一步研究反应的动力学特性。
研究反应级数可以揭示反应的基本过程和速率控制步骤。
热分解动力学参数是描述物质在高温条件下发生热分解反应的重要参数。
研究热分解动力学参数有助于深入了解反应机理和优化反应条件,对于工业生产和科学研究具有重要意义。
通过实验和理论计算,可以确定反应速率常数、活化能和反应级数等参数,进一步揭示反应的动力学特性。
热分解动力学参数的研究将为材料的合成、能源的开发等领域提供有力支持。
热分解反应动力学机理分析及其应用

热分解反应动力学机理分析及其应用热分解反应是指在加热条件下,化学物质发生分解反应的过程。
这种化学反应通常在高温下进行,伴随着气体和固体产物的生成。
热分解反应在很多领域都有着非常广泛的应用,例如材料制备、工业生产和燃料燃烧等方面。
本文将探讨热分解反应的动力学机理分析及其应用。
一、热分解反应动力学机理分析1. 热分解反应的基本特征热分解反应的基本特征是在高温下热量输入,使化学物质开始发生分解反应,产生气体和固体产物。
这个过程通常是一个非常快速和复杂的过程,需要进行深入研究才能理解。
2. 动力学机理分析的重要性热分解反应的动力学机理分析对于理解热分解反应的本质非常重要。
只有了解反应的动力学特征,才能预测反应发生的条件和速率,从而为工业生产和应用提供有力支持。
动力学机理分析涉及到热力学、化学反应动力学和材料科学等领域,需要进行深入研究。
3. 动力学分析的方法动力学分析的方法包括实验方法和计算模型。
实验方法主要基于实验数据的收集和分析,包括热分解反应速率的测定以及反应生成物的定量分析等。
计算模型主要是基于化学反应动力学理论和数值计算方法,通过建立数学模型预测反应速率和产物生成量等物理和化学参数。
4. 热分解反应的动力学机理分析内容热分解反应的动力学机理分析内容包括反应速率常数、反应途径、反应中心等重要信息。
在动力学分析中需要考虑的关键因素包括反应温度、反应物浓度、主反应的机理和反应体系的复杂性等等。
二、热分解反应的应用1. 材料制备热分解反应在材料制备领域有着广泛的应用。
例如,通过热分解反应可以制备出高纯度的金属粉末和化合物粉末,这些材料可以用于电子、光电、航空航天和石油化工等领域。
同时,热分解反应还可以用于生产如铁氧体、铝酸盐、陶瓷材料、高分子材料等的材料。
2. 工业生产热分解反应在工业生产过程中也有广泛应用。
例如,在石油炼制过程中,热分解可以产生许多烃类物质,如石油沥青、重油和焦油等。
在燃料燃烧过程中,热分解反应可以增加燃料的燃烧效率,减少废气排放和环境污染。
热重分析法对废旧电路板热解过程动力学和热力学分析

第15卷第1期2024年2月有色金属科学与工程Nonferrous Metals Science and EngineeringVol.15,No.1Feb. 2024热重分析法对废旧电路板热解过程动力学和热力学分析阳宇1, 夏勇1, 王君2, 欧阳少波*1, 熊道陵1, 李立清1(1.江西理工大学材料冶金化学学部,江西 赣州 341000; 2.商洛学院化学工程与现代材料学院,陕西省尾矿资源综合利用重点实验室,陕西 商洛 726000)摘要:废旧电路板(SPCB )是一种典型的有机废弃物,可通过热解技术实现其资源化利用。
采用热重分析技术(TGA )对其热解特性进行研究,揭示热解过程反应动力学和热力学。
实验在氮气气氛下,考察了不同升温速率(5、10、15 ℃/min )对SPCB 热失重特性的影响,结果表明热解过程主要发生在250 ~ 400 ℃温度区间,随着升温速率增大,SPCB 热失重(TG )曲线逐渐向高温方向偏移,在对应的热失重速率(DTG )曲线中,存在一个明显的失重峰,且峰值温度不断增加,热滞后现象显著。
采用Flynn-Wall-Ozawa (FWO )模型、Kissinger-Akahira-Sunose (KAS )模型和Friedman (FM )模型进行动力学分析,拟合得到平均表观活化能(E a )分别为168.46、167.31、234.84 kJ/mol ,活化能均随转化率增加而相应增大。
利用FWO 模型对热力学参数进行计算,在相同升温速率下,随着转化率的增大,吉布斯自由能变(ΔG )逐渐降低,对应的焓变(ΔH )和熵变(ΔS )不断增加;在相同转化率时,ΔH 和ΔS 随升温速率增加稍有降低,而ΔG 逐渐增加。
关键词:废旧电路板;热解特性;动力学;热力学中图分类号:TQ524;X784 文献标志码:AKinetics and thermodynamics during pyrolysis of scrapprinted circuit board by TGAYANG Yu 1, XIA Yong 1, WANG Jun 2, OUYANG Shaobo *1, XIONG Daoling 1, LI Liqing 1(1. Faculty of Materials Metallurgy and Chemistry , Jiangxi University of Science and Technology , Ganzhou 341000, Jiangxi , China ; 2. Shanxi Key Laboratory of Comprehensive Utilization of Tailings Resources , College of Chemical Engineering and Modern Materials ,Shangluo University , Shangluo 726000, Shanxi , China )Abstract: Scrap printed circuit board (SPCB) is a typical organic waste, which could be utilized as a resource by pyrolysis technology. The pyrolysis characteristics of SPCB were studied by thermogravimetric analysis (TGA) to reveal the reaction kinetics and thermodynamics during the pyrolysis process. Under N 2 atmosphere, the effects of different heating rates, e.g. 5 ℃/min , 10 ℃/min and 15 ℃/min , on the thermal decomposition behavior of SPCB were investigated in detail. The results observed showed that the pyrolysis process was mainly occurred in the收稿日期:2022-12-01;修回日期:2023-04-09基金项目:江西省自然科学基金资助项目(2020BAB214021);江西省教育厅科学技术研究资助项目(GJJ200809);陕西省自然科学基金资助项目(2021JQ-840);江西理工大学大学生创新创业训练资助项目(DC2022-004)通信作者:欧阳少波(1986— ),博士研究生,讲师,主要从事炭材料应用和废弃资源热转化利用方面的研究。
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若把污泥干燥视为湿污泥的热分解,分解产物为干燥污泥和水分,反应式为:)C((气固)+→B A()失重率或干燥率α,其物理意义为污泥在任一时刻已失水分质量与总失水质量的百分比,其表达式为:∞∞∆∆=--=W WW W W W 00α()0W —初始质量;W —T 0C(t)时的质量;∞W —最终质量;W ∆—T 0C(t)时的失重量;∞∆W —最大失重量;分解速率为:)(ααKf dt d =()根据Arrhenius 公式[33]:RTE Ae K /-=()可得:)()/exp(/ααf RT E A dt d -=()式中:A —频率因子;E —活化能; R —气体常数; T —绝对温度; t —反应时间;α—样品转化率。
在恒定的程序升温速率下,升温速率dt dT /=β)()/exp()/(/αβαf RT E A dT d -=()定义⎰=αααα0)()()(f d G()Coats和Redfern根据式()和式()可推导出下式⎰-=TdT RT E AG 0)/exp()(βα() 则RTE E RT E AR T G -⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡)21(ln )(ln 2βα()由于02∝E RT ,所以当⎥⎦⎤⎢⎣⎡2)(ln T G α~T1拟合关系接近于线性时,斜率即为RE-,截距)ln(E AR β。
固体反应一共有45种积分形式,把污泥干燥数据代入)(αG 形式,找出最适合的表达式(⎥⎦⎤⎢⎣⎡2)(ln T G α~T 1拟合为线性关系),将这一)(αG 函数式用于分析污泥干燥,从而研究污泥干燥的表观动力学。
污泥干燥研究过程以升温速率为3℃/min 为例来说明。
经过拟合筛选,表所示的七个动力学机理函数较接近污泥干燥的动力学函数表 污泥干燥的机理函数 编号 机理函数1 ()23111)(1⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+=ααG 2 ()23111)(2⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=ααG3 ()212111)(3⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=ααG4 ()22111)(4⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=ααG5 ()213111)(5⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=ααG6 ()23111)(6⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=ααG71)1()(71--=-ααG不同机理函数拟合曲线如图所示:拟合结果如表所示:表 污泥干燥在不同机理函数时的拟合曲线机理函数 拟合曲线 y=a+bx 相关系数rG1(α) Y1=(α) Y2=(α) Y3=(α) Y5=(α) Y5=(α) Y6=(α) Y7=其中相关系数r 用以度量y 和x 之间线性相关程度,r 值越大,y 与x 越接近于线性相关。
r 的表达式为:∑∑∑===----=ni ini ini i iy yx xy y x xr 12121)()())((()图 污泥干燥的动力学参数在不同机理拟合函数时的曲线图由表可知,G7(α)=1)1(1---α,在拟合污泥干燥的线性相关系数最高。
如图所示。
综合其它升温速率时的曲线,这仍然是拟合最好的函数,所以选取)(7αG 。
把升温速率分别为5℃/min,10℃/min,15℃/min的数据代入拟合机理函数)(7αG 中,求得拟合曲线见表:表 不同升温速率的拟合曲线 升温速率拟合曲线 y=a+bx 相关系数r5℃/min Y2=10℃ 15℃其曲线拟合如图、、所示。
由此可见,G7(α)在拟合不同升温速率时的干燥曲线的效果都最好。
图 3℃/mi n 时的曲线拟合图 图 5℃/min时的曲线拟合图图 10℃/min时的曲线拟合图 图 15℃/min时的曲线拟合图求污泥在不同升温速率下的表观活化能E ,如表所示。
表 不同升温速率的活化能值升温速率 3℃/min 5℃/min 10℃/min 15℃/minE (KJ·mol -1)A(min -1) ×1012 ×1010 ×109 ×108由不同干燥速率下的表观活化能可知,当污泥干燥的表观活化能和指前因子在污泥干燥升温速率较小时,受干燥速率影响较大;而在污泥干燥速率较大时,受污泥干燥速率影响不大。
这就要求在设计干燥流程时,不能只考虑效率,还应该考虑到能源消耗。
为慎重起见,又在北京热天平上做实验验证这一结论。
采用的污泥是大连开发区污水处理二厂的污泥,经过拟合结果分析,发现采用()23111)(2⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=-ααG 来拟合干燥过程时,⎥⎦⎤⎢⎣⎡2)(ln T G α~T 1拟合关系接近于线性,其中升温速率分别取2.5℃/min 、5℃/m in 和10℃/min,其中5℃/min和10℃/min 的拟合结果如图、所示:图 升温速率为50C/min 时的拟合曲线 图 升温速率为100C/min 时的拟合曲线表是根据大连开发区污水厂脱水污泥的热重实验得出的拟合曲线的表达式。
表 脱水污泥的干燥拟合曲线表达式升温速率 拟合曲线y=a+bx 相关系数r2.5℃/min Y1=5℃表是根据表得出的干燥拟合曲线求出的活化能。
表脱水污泥不同升温速率的活化能升温速率 2.5℃/min5℃/min10℃/m inE(KJ·mol-1)A(min-1)×1016×1012×109对热分析来说,活化能的物理意义是使反应物中不能反应的非活化能分子激发为能反应的活化分子这一过程所需要吸收的能量。
由于研究的是脱水污泥干燥的参数,而脱水污泥中的自由水分可视为已经除去,因此污泥干燥热分析计算出的污泥表观活化能可视为污泥在一定温度下除去所含水分所需要吸收的能量。
由试验分析结果可知,计算出的活化能数值差别较大,这可能是因为试样用量,试验仪器等差别造成,但实验结果可以反映出一个趋势,那就是污泥的表观活化能值随升温速率的提高呈降低趋势,这是因为污泥在较高升温速率干燥时,平均干燥温度较高,而污泥在较高温度干燥时,水分转变成水蒸汽逸出只需吸收较小的能量,这也说明了温度提高对干燥的重要作用。
脱水污泥的差热动力学分析分析用的污泥采用的是大连开发区给排水厂的污泥。
污泥的不同升温速率下干燥的DTA曲线如图,,,所示。
在DTA曲线中,升温速率对DTA曲线影响较大。
当升温速率增大时,单位时间产生的热效应增大,峰值温度通常向高温方向移动,峰的面积也会增加。
4.2.1 差热分析的基本原理差热分析仪的基本原理为:处在加热炉和均热块内的试样和参比物在相同的条件下加热,炉温的程序控制由控温热电偶监控。
试样和参比物之间的温差通常用对接的两支热电偶进行测定。
热电偶的两个接点分别与盛装试样和参比物坩埚底部接触。
由于热电偶的电动势与试样和参比物之间的温差成正比,温差电动势经放大后由记录仪直接把试样和参比物之间的温差记录下来,同时记录仪也记录下试样的温度和时间,这样就可以得到差热分析曲线[34]。
在测定时所采用的参比物是在测定条件下不产生任何热效应的惰性材料,本实验中所用的参比物是Al2O3。
图 典型的DTA 曲线干燥过程中的污泥由于水分蒸发,需要吸收热量,发生吸热效应,差示电动势小于零,就得到类似图的差热曲线。
试样和参比物之间温差的变化是由试样相对于参比物而产生的热效应引起的。
即试样所产生的热效应与差热曲线的峰面积S 成正比,如式()所示:KS H =∆()设∞→T T 0的DTA 曲线总面积为S ,T T →0的DTA 曲线面积为S '。
由于干燥进行程度可直接用热效应来量度,则变化率α为:S S H H t '=∆∆=总α()SS ''=-α1()⎰∆⋅='='=TT TdT dT dS dT S d S S S dT d dT d 011)(α()S TdT d ∆=α()而动力学方程式:)()/exp()/(/αβαf RT E A dT d -=()当n f )1()(αα-=时, 则有n RT E n RT E SS e A e A S T )()1(//''=-=∆--βαβ()取对数Sn S n RTEAS T log log 303.2loglog log -''+-=-∆β()可化简为:S n TR E T ''∆+∆-=∆∆log )1(303.2log()n S T R E S T +''∆∆⋅-=''∆∆∆log )1(303.2log log()作图,应为一条直线,其斜率为R E 303.2/-,截距为n 。
因此可通过DTA 曲线和式()计算活化能E 和反应级数n 等动力学参数。
研究差热动力学时,有三种方法。
4.2.2 Kissinger 法由于在DTA 曲线上峰顶温度max max )((T T T p ∆+处的干燥速率最大,满足Kissinger(基辛格)假设,另外假设干燥服从动力学方程式[35]n k dt d )1(αα-=()根据曲线分析结果,可知差热曲线上峰顶温度))((max max T T T p ∆+处的反应速率最大,在m ax T 处有0)(=dt d dt d α()将()代入式,并整理得)ex p()1(max 1max 2maxRT E An RT E n --=-αβ()对于1=n ,有)ex p(max 2maxRT EA RT E -=β()对于0≠n ,1≠n ,经展开可以得到下述近似式:)2)(1(1)1(max1max ERT n a n n -+≈--()因为1)/2)(1(max ≤-E RT n ,则上式进一步近似为1)1(1max ≈--n a n()代入,也可得到)ex p(max2max RT EA RT E -=β()因此,Kissinger 认为式()与反应级数无关,可以改写为n RTEA dT d )1)(ex p(αβα--= 升温速率对DTA 曲线峰值温度影响的定量关系式:()[]RET d T d p p -=)/1(/ln 2β() 积分得:C T R E T pp +-=)1(ln2β()式中,β-升温速率,0C/min ;p T -以绝对温度表示的DTA 峰值温度,K ;E -反应活化能,J/mol ;即ΛΛ=+=+=+323322221211)ln()ln()ln(m m m m m m RT ET RT E T RT E Tβββ()式中,1β,2β,3β —不同升温速率;1m T ,2m T ,3m T —不同升温速率下的峰温。
由上式可知,2lnp T β与p T 1成线性关系,斜率为(RE-),则根据实验数据可求出表观活化能。
表是根据开发区污泥岛津热分析仪实验数据进行Kissinger法处理的数据及曲线拟合情况。