CaCO_3分解动力学的热重研究_郑瑛
综合热分析法测定CaC2O4·H2O
山西大学综合化学实验报告实验名称综合热分析法测定CaC2O4·H2O的脱水、分解曲线以及用非等温方法计算各步反应的活化能学院化学化工学院学生姓名专业学号年级指导教师二Ο年月日综合热分析法测定CaC2O4·H2O的脱水、分解曲线以及用非等温方法计算各步反应的活化能摘要：热分析是在程序控温下测定物质的物理性质与温度关系的一类技术。
由于物理化学过程都伴随有热效应，而且固-气体系在反应过程中又可出现固相或液相的质量变化。
因此，可借于对其热效应或质量的测定来了解过程的变化，从而解决研究中的一些问题。
这种方法的特点是由简单的实验曲线可以了解体系的变化过程和计算出物理化学参数，给研究者带来很大的方便。
本实验主要是了解差热和热重分析法的基本原理及方法，用同步热分析仪来测定差热和热重曲线并求出各步反应活化能。
关键词：差热分析示差扫描量热分析 CaC2O4·H2O 活化能引言热分析是研究物质随温度变化所发生的物理化学过程以及相应产生的性质状态变化的一种方法，这种分析方法应用广泛的一类技术。
热分析技术种类很多，比较常用的方法有差热法（DTA），热重法（TG）（包括微分热重（DTG）），差示扫描量热法（DSC）。
（1）热重分析热重分析是在程序控制温度下，测量物质质量与温度关系的一种技术。
热重法实验得到的曲线称为热重（TG）曲线。
TG 曲线以温度作横坐标，以试样的失重作纵坐标，显示试样的绝对质量随温度的恒定升高而发生的一系列变化。
如图10.1CaC2O4·H2O 的热重曲线，有三个非常明显的失重阶段。
第一个阶段表示水分子的失去，第二个阶段表示CaC2O4 分解为CaCO3，第三个阶段表示CaCO3 分解为CaO。
CaC2O4·H2O的热失重比较典型，在实际上许多物质的热重曲线很可能是无法如次明了地区分为各个阶段的，甚至会成为一条连续变化地曲线。
这时，测定曲线在各个温度范围内的变化速率就显得格外重要，它是热重曲线的一阶导数，称为微分热重曲线（图10.1 也显示出了CaC2O4·H2O 的微分热重曲线（DTG））。
不同粒径磷石膏的脱水动力学
2018年第37卷第1期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS·53·化 工 进展不同粒径磷石膏的脱水动力学杨萍1，杨林1，刘力2，罗通1，曹建新1（1贵州大学化学与化工学院，贵州 贵阳550025；2贵州大学药学院，贵州 贵阳 550025）摘要：为研究粒径对磷石膏脱水反应动力学的影响，测定了流动N 2气氛中，不同粒径磷石膏脱水反应的TG-DSC 同步热分析数据。
运用Flynn-wall-Ozawa 法、Kissinger 法和Satava-Sestak 法相结合计算动力学参数，得出不同粒径（105～125μm 、125～150μm 、150～200μm 和200～300μm ）磷石膏脱水动力学模型，利用动力学方程对不同粒径磷石膏在相同条件下等温热分解进行预测，得出不同粒径、不同温度下磷石膏脱水率与时间的关系。
结果表明：当磷石膏粒径由200～300μm 减小到105～125μm 时，磷石膏第一步脱水活化能从114.62kJ/mol 减小到82.55kJ/mol ，第二步脱水活化能由96.30kJ/mol 减小到78.5kJ/mol 。
磷石膏脱水活化能随粒径的减小而减小，机理函数均符合Avrami-Erofeev 方程。
在相同的煅烧温度下，粒径小的磷石膏完全脱水所需时间缩短。
关键词：磷石膏；粒径；脱水反应；动力学中图分类号：TQ09 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2018）01–0053–07 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2017-0744Kinetics of the thermal dehydration of phosphogypsum with differentparticle sizeYANG Ping 1，YANG Lin 1，LIU Li 2，LUO Tong 1，CAO Jianxin 1（1School of Chemistry and Chemical Engineering ，Guizhou University ，Guiyang 550025，Guizhou ，China ；2College of Pharmacy ，Guizhou University ，Guiyang 550025，Guizhou ，China ）Abstract: To study the effect of particle sizes on the kinetics of the thermal dehydration of phosphogypsum ，the TG-DSC simultaneous thermal analysis data of different sizes of phosphogypsum dehydration in the flowing N 2 atmosphere were measured. The Flynn-wall-Ozawa method ，Kissinger method ，and Satava-Sestak method were used to calculate the kinetic parameters of phosphogypsum dehydration kinetics model with different particle sizes （105—125µm ，125—150µm ，150—200µm and 200~300µm ）. The isothermal decomposition of phosphogypsum with different particle sizes under the same experimental conditions was predicted by the kinetic equation developed. The results showed that ，while the phosphogypsum particle sizes decreased from 200—300µm to 105—125µm ，the phosphogypsum dehydration activation energy in the first step fell from 114.62kJ/mol to 82.55kJ/mol ，and then the second step declined from 96.30kJ/mol to 78.5kJ/mol. The phosphogypsum dehydration activation energy decreased with the reduction of its particle size and the mechanism function accords with the Avrami-Erofeev equation. At the same calcination temperature ，the small particle sizes of phosphogypsum took less time to fully be dehydrated. Key words ：phosphogypsum ；particle size ；dehydration ；kinetics第一作者：杨萍（1991—），女，硕士研究生，研究方向为材料科学与工程。
热重分析
第18讲教学目的：使学生了解热分析的分类和术语教学要求：掌握热重分析的定义、影响因素教学重点：热重分析的定义、影响因素教学难点：热重及微商热重教学拓展：热重质谱联用作业：1.简述热分析的定义和分类？2.简述热重分析的原理和影响因素？3.热重法和微商热重法的区别是什么？第三章热分析第1节热重分析1.1概述：热分析的起源与发展发明人：ChatelierH.Le(1887)，他实际上并没有测定试样和参比物之间的温度差，而是把Pt-Pt10%Rh热电偶(用一根热电偶)插入受热的粘土试样中，加热速度为每2秒4℃，热电偶电动势用照相法记录下来，若粘土在加热过程中没有发生热变化，则照相记录是一系列距离的线条，若有热变化，则线条是由一系列疏密不同的线条组成的。
由于他只用了一根热电偶，严格地说只能叫热分析，算不上差热分析。
十二年后(1899)，英国人Roberts-Austen W.C.改良了恰特利的装置，采用两个热电偶反相连接，一个热电偶插入样品中，另一个插到参比物内，记录试样与参比物间产生的温度差ΔT，这就是目前广泛使用的差热分析法的原始模型。
热分析的定义热分析（Thermal Analysis），国际热分析协会（International Confederation for Thermal Analysis简称ICTA），在1968年第二次国际热分析会议上通过一个命名报告中作过阐明，而后在1977年第五次国际热分析会议上又作了修订。
定义如下：“在程控温度下，测量物质的物理性质与温度关系的一类技术。
”此处所说的物质是指被测样品和（或）它的反应产物，而程序温度一般采用线性程序，但也可以是温度的对数或倒数程序。
按照定义，称为热分析技术必须满足下述三条标准：1．必须测量物质的某种物理性质。
诸如热学的、力学的、电学的、光学的、磁学的和声学的等。
因此，热分析技术所涉及的范围极其广泛。
2．测量的物理量必须直接或间接表示为温度关系。
【国家自然科学基金】_分解反应动力学_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140802
2009年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
2008年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126
位错 介孔 亚熔盐法 乙酰丙酸 临界温度 中子衍射 van't hoff公式 tg-dsc n-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺 kooij公式 keto-rdx h2o2分解 gnto dsc co2吸附剂 cfd模型 arrhenius公式 5-羟甲基糠醛 3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮(nto) 3,5-二硝基水杨酸铈
科研热词 动力学 热解 热行为 数值模拟 多环芳烃 反应动力学 分解动力学 过氧化氢 葡萄糖 纳米粉体 物理化学 热安全性 热分解机理 热分解 氯乙基亚硝基脲 正庚烷 晶体结构 感度 均质压燃 均匀沉淀法 动力学模型 分解反应动力学 高温液态水 高斯多峰拟合 非等温反应动力学 锰(ⅱ)过渡金属元素 过亚硝酸根 解离路径 表面活性剂 表观活化能 蔗糖 荧光光谱分析 苦味酸铋 自燃倾向性 结构水 纳米结构 粉末涂料 等转化率法 磷酸改性 碳纤维 碳化硅 硅氮烷 甲苯燃烧 生物质热解气
热重分析-热机械分析
应考虑气氛与热电偶、 试样容器或仪器的元部件 有无化学反应，是否有爆
W
炸和中毒的危险等
CaCO3 CaO+CO2↑
气氛处于动态时应注意 其流量对测温精度的影响， 气流速度40~50 mL/min
如存在挥发物的再冷 凝，应加大热天平室气氛 的通气量
Temperature/ C
PBT53.8%，PTFE12.3%，热分解灰份3.8%，剩余物为玻纤
TG/%
DTG/%/min
2
100
TG
–21.6%
0
80 DTG
60
257.27C
–28.9% 467.3C
-2 –96.8% 734.3C total -4
40
–14.7%
383.7C
-6
20
NR/EPDM 混合物
TG/%
100 TG 90 DTG 80
191.2C
增塑剂 –29.0%
DTG/%/min 1
0
-1
70
-2
60
真空气氛
50
40 Vacuum 0.01 mbar
30 50 100 150 200
247.4C
-3
–31.4%
-4
-5 453.1C 250 300 350 400 450 500
Temperature/ C
TG/% 100
80
TG DTG
60
40
20
0 200 300
N2/O2 600C
DTG/%/min 10
0
–98.1%
630.6C
热重分析原理及方法.
8
热分析的应用类型
成份分析：无机物、有机物、药物和高聚 物的鉴别和分析以及它们的相图研究。 稳定性测定：物质的热稳定性、抗氧化性 能的测定等。 化学反应的研究：比如固 - 气反应研究、 催化性能测定、反应动力学研究、反应热 测定、相变和结晶过程研究。
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热重法 （Thermogravimetry TG )
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影响热重法测定结果的因素
为了获得精确的实验结果，分析各 种因素对TG曲线的影响是很重要的。影 响TG曲线的重要因素包括： 一、仪器因素 二、试样因素
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仪器因素
升温速率 炉内气氛 记录纸速 支持器及坩埚材料 炉子的几何形状 热天平灵敏度
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(2) 气氛的影响
热重法通常可在静态气氛或动态气氛下进行测 定。在静态气氛下，如果测定的是一个可逆的 分解反应，随着温度的升高，分解速率增大。 但由于试样周围气体浓度增加会使分解速率下 降。另外炉内气体的对流可造成样品周围的气 体浓度不断变化。这些因素会严重影响实验结 果，所以通常不采用静态气氛。为了获得重复 性好的实验结果，一般在严格控制的条件下采 用动态气氛。 试样周围气氛对热分解过程有较大的影响，气 氛对TG曲线的影响与反应类型、分解产物的 性质和气氛的种类有关。
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AB段：热重基线 B点：Ti 起始温度 C点：Tf 终止温度 D 点 ： Te 外 推 起 始 温度，外推基线与 TG线最大斜率切线 交点。
DTG曲线上出现的各种峰对应着TG线的各个 重量变化阶段。
热重分析（TG）
热重分析（TG）
热重曲线（TG）如何表征？
失重起始点（程温序度温）度变化（热作用）＋固态或液态物质
热重分析的三个要素
质量变化（试样与参比物的质量差？）
伴随一定质量变化的物理或化学变化
失重终止点（温度）
1782年,英国瓷器制造者 J.Wedgwood首次报道了第 一条瓷土的重量随温度变 化的热重曲线
dt 2.303R T
lg( d / dt) E (1/ T ) n lg(1 ) 2.303R lg(1 )
以
lg( d / dt) lg(1 )
对
(1/ T )
lg(1 )
作图，可得E，n
热重分析（TG）
d A eE / RT (1 )n dT
分离变量后积分，可得
d A T eE / RT dT
将某个温度下的α和t代入上式，即可求得k。由不
同温度下的k即可得到活化能E和A。
非等温法：在恒定的升温速率下
＝ dT
dt
热重分析（TG）
（1）微分法 由Freeman-Carroll提出
d A eE / RT (1 )n dT
两边取对数，并微分得
lg d E ( 1 ) n lg(1 )
热重分析（TG）
DTG优点 ①一次测定可同时获得TG和DTG两条曲线． ②因为DTA只能反映出样品受热过程中的热量变化，与质量变化无 关．但DTG则与样品的质量变化有关．假使把DTG和DTA峰加以比较，就判 断出曲线中出现峰究竟是由于质量变化引起的还是由于热量变化产生 的． ③DTA曲线温区较宽，而DTG曲线能精确反映出起始反应温度，到达最大 反应速率的温度和反应终止温度． ④TG曲线对于某些受热过程中出现的台阶不大明显，但利用DTG则能呈 现明显的最大值．所以DTG能很好显示出生重叠反应，区分各个反应阶 段． ⑤把DTG曲线峰面积与样品量的变化精确地加以对照就能进行定量分 析． ⑥某些材料，由于某种原因不能用DTA加以分析，则可用DTG研究． ⑦DTG能精确显示微小质量变化的起点．不能将DTG曲线的峰顶温度当成 分解温度．DTG的峰顶温度表示在这个温度下质量变化速率最大．显然， 它不是样品开始质量损失的温度
最新高分子研究方法-热分析(TG、TMA、DSC等)介绍
Temperature/ C
PBT53.8%，PTFE12.3%，热分解灰份3.8%，剩余物为玻纤 高分子研究方法-热分析(TG、TMA、 DSC等)介绍
TG/%
DTG/%/min
2
100
TG
–21.6%
0
80 DTG
60
257.27C
–28.9% 467.3C
-2 –96.8% 734.3C total -4
DSC等)介绍
TG/% 100
80
TG DTG
60
40
20
0 200 300
N2/O2 600C
DTG/%/min 10
0
–98.1%
630.6C
-10
-20
-30
-40
-50
497.3C
–1.9%
-60
-70 400 500 600 700 800
Temperature/ C
碳黑填充聚乙烯，20 K/min，PE 98.1%，Carbon-black 1.9%。 高分子研究方法-热分析(TG、TMA、 DSC等)介绍
热分析 (Thermal Analysis)
1. 概述 2. 热重分析 (TG) 3. 热机械分析 (TMA) 4. 示差扫描量热法 (DSC) 5. 动态力学分析 (DMTA) 6. 介电分析 (DETA)
高分子研究方法-热分析(TG、TMA、 DSC等)介绍
第一章 热分析技术概述
一、什么是热分析 热分析的本质是温度分析。物质经历温度变化的同时，必
Temperature/ C
丁苯橡胶，10K/min
高分子研究方法-热分析(TG、TMA、
DSC等)介绍
10-热重分析TG
试样皿的材质，要求耐高温，对试样、中间产物、最终 产物和气氛都是惰性的，不能有反应活性和催化活性。 常用的器皿的材质为：铂金、陶瓷、石英、玻璃、铝 等。
特别要注意，不同的样品要采用不同材质的试样皿，否 则会损坏试样皿。
如：碳酸钠会在高温时与石英、陶瓷中的SiO2反应生成硅 酸钠。所以象碳酸钠一类碱性样品，测量时不要用铝、石 英、玻璃、陶瓷试样皿。 铂金对有加氢或脱氢的有机物有活性，也不适合作含磷、 硫和卤素的聚合物样品，因此要加以选择。
热重分析仪的简单工作原理以P-E公司生产的TGS-2 为例加以说明，如图13-2。
左边部分为程序控温 部分，使试样严格按 设定升温速率线性升 温。 右边为天平检测部分， 包括积分器、记录仪 等。 温度补偿用是校温时 用的；称量校正器则 是校正天平称量准度 用的；电调零为自动 清零装置。
13.2
阻燃剂在聚合物材料 中有特殊效果，阻燃 剂的种类和用量选择 适当，可大大改善聚 合物材料的阻燃性能。 图13-20是不含和韩阻 燃剂的聚丙烯的TG曲 线。 从分解温度可以看出， 即使只加0.5%的阻燃 剂，也可大大提高PP 的热稳定性。
五、研究聚合物的降解反应动力学
1. 化学反应动力学的基本概念
当然，也有采用A点的温度表示材料稳定性的。但 此点受诸多因素的影响，有时很难确定。
如果TG曲线的下降段切线不好划时，可用其它方 法确定。如：美国ASTM规定把5%与50%两点的 直线与基线的延长线的交点定义为分解温度；国际 标准局（ISO）规定，把失重20%和50%两点的直 线与基线的交点定义为分解温度。
反应动力学是研究化学反应的速度随时间、浓度、温度变 化的关系，最终求出活化能、反应级数，并对该反应进行 解释。 化学反应速度与浓度的关系，即质量作用定律：
钢渣碳化机理研究
STUDY ON CARBONATION MECHANISM OF STEEL SLAG
CHANG Jun，WU Haoze (School of Mmaterials Science and Engineering, University of Jinan, Engineering Research Center of Education Ministry
2.2 钢渣水化和碳化放热特性 图 1 为未碳化钢渣的早期水化热曲线。虽然钢
渣中含有一定量的可以水化放热的矿物，但由于钢 渣的形成温度(1 650 ℃)高，这些矿物结晶较好，[1] 基准水泥水化 24 h 累计放热量 180 J/g，[10] 而图 1 所示钢渣水化 24 h 累计放热量仅为 30 J/g，钢渣早
使用 YE–30 型压力试验机测试不同碳化及水 化养护龄期的钢渣试样的抗压强度(每种试样分别 测试 5 块取平均值)。试样的受压面为 40 mm × 10 mm。使用 YZF2A 型水泥安定性用压蒸釜测试试样 的压蒸安定性，在系统温度 T = 216 ℃，压强 p = 2.0 MPa 的条件下压蒸时间 t = 3 h。按照甘油乙醇法测
通过计算可知这些化学反应的自由能为负值， 这说明碳化反应在一般条件下能够自发进行，但没 有考虑钢渣碳化反应的动力学行为。
表 2 钢渣碳化反应的化学方程式及热力学参数 Table 2 Main chemical equations and reaction thermody-
namics parameters of carbonation of steel slag
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收稿日期:2002-03-12.
作者简介:郑 瑛(1967-),男,博士;武汉,华中科技大学煤燃烧国家重点实验室(430074).
基金项目:国家重点基础研究专项经费资助项目(G1999022205);国家自然科学基金资助项目(50006002).
CaCO3分解动力学的热重研究
郑 瑛 陈小华 周英彪 郑楚光
(华中科技大学煤燃烧国家重点实验室)
摘要:在升温速率为5~30K/min的范围内,利用热天平对平均粒径为13.4Lm的CaCO3进行了分解过程的
实验研究.应用等转化率法,在不假定机理函数的情况下,得到了CaCO3分解的活化能E=105.24kJ/mol.该
值与前人对于平均粒径D=13Lm的CaCO3分解,以控制化学反应的多步随机成核机理(机理函数为G(A)
=[-ln(1-A)]1/3)所得到的活化能E=105.01kJ/mol非常一致.
关 键 词:石灰石;反应动力学;热重分析;等转化率法;分解机理
中图分类号:TK16 文献标识码:A 文章编号:1671-4512(2002)08-0071-02
石灰石的分解过程是一个相当复杂的过程.
尽管许多研究人员对CaCO3的煅烧分解过程已
经进行了很多研究[1~3],但是,煅烧过程的复杂
性以及对所采用的实验装置的依赖性导致所报道
的反应级数n,表观活化能E,以及指前因子A
在一个较宽的范围内变化,并且存在许多不一致
的地方.
本文采用德国Netzsch公司Sta409热天平,
对平均粒径为13.4Lm的CaCO3进行了分解过程的实验研究,在不假定机理函数的情况下,得到了CaCO3分解的活化能E.实验条件为:样品质量为5.8mg,升温速率/K#min-1分别为5,7,10,12,20,30,吹扫气为N2,流量为100mL/min.描述反应CaCO3(s)yCaO(s)+CO2(g)的动力学方程有微分和积分两种不同的形式:dA/dt=kf(A);(1)G(A)=QA0dAf(A)=kt,(2)式中,A为CaCO3转化为CaO的份额;t为时间;f(A)为描述控制化学反应的机理函数;k为化学反应速度常数,一般以Arrhenius形式表示成k=Aexp[-E/(RT)];A为指前因子;E为活化能;R为通用气体常数;T为温度.对于非定温的情形,T=T0+Bt,那么,式(1)和式(2)可以变换为:dA/dT=(A/B)f(A)exp[-E/(RT)]; G(A)=QA0dAf(A)=ABQTT0exp-ERT#dTUABQT0exp-ERTdT,(3)式中,B为升温速率;T0为初始温度.前人关于CaCO3分解动力学过程的研究,都是先假定控制CaCO3分解的机理函数f(A)或G(A),然后利用热重分析数据,求出CaCO3分解的活化能E和指前因子A[1~3].所假定的机理函数的形式将直接影响所得到的动力学参数.求解动力学参数的等转化率法,即
Flynn-Wal-lOzawa法[4],避开了反应机理函数的
选择而通过不同升温速率下的热重分析曲线直接
求出分解反应的活化能E值,避免了因反应机理
函数的假设不同而可能带来的误差.
令u=E/(RT),由T=E/(Ru)知,有
dT=-[E/(Ru2)]du.
于是方程(3)转换成方程
G(A)=
ABQT0exp-E
RT
dT=
AEBRQu]-e-uu2du=AE
BR
P(u).(4)
P(u)的分部积分表达式为
P(u)=
Q
u
]
-e
-u
u
2
du=
e
-u
u
2
1-2!u+3!u2+4!u3+,
.
取前两项且取对数,并对对数展开项取一级
近似,可得
lgP(u)=-2.315-0.4567E/(RT).(5)
第30卷第8期 华 中 科 技 大 学 学 报(自然科学版) Vol.30 No.8
2002年 8月 J.HuazhongUniv.ofSci.&Tech.(NatureScienceEdition) Aug. 2002
联立方程(4)和(5),得 lg{B}K#min-1=lg[AE/(RG(A))]-2.315-0.4567E/(RT).(6) 由于在不同Bi下,选择相同的A,则G(A)是一个恒定值,这样lg{B}K#min-1~1/T就成线性关系,从斜率可求出某一转化率A下CaCO3分解的活化能E值.令zi=lgBi; yi=1/Tpi (i=1,2,,,l);a=-0.4567E/R;b=lg[AE/(RG(A))]-2.315,由式(6)得线性方程组zi=ayi+b (i=1,2,,,l).(7)分别针对不同转化率A解方程组(7),求出a,从而得到CaCO3分解时不同转化率A活化能E的值.图1所示为转化率A=0.35时的求解动力学参数图.图1 当转化率A=0.35时,求解动力学参数图表1为利用以上方法所求得的不同转化率下CaCO3分解的活化能E的值.表中r为相关系数.从表中发现活化能E值的范围在97.63~112.51kJ/mol.并且当A=0.35时,相关系数(|r|=0.99850)最大,此时活化能E=105.24
kJ/mol,可以认为CaCO3分解的活化能为105.24
kJ/mol.在文献[3]中,对于平均粒径D=13Lm
的CaCO3分解,以控制化学反应的多步随机成核
机理(机理函数为G(A)=[-ln(1-A)]1/3)所计
算的活化能E=105.01kJ/mol.该值与根据本方
法所得到得活化能非常一致.
表1 不同转化率下的活化能E
AaE/kJ#mol
-1
r
0.15-6180.2112.51-0.99664
0.25-5926.1107.88-0.99825
0.35-5781.0105.24-0.99850
0.45-5687.1103.53-0.99825
0.55-5598.7101.92-0.99830
0.65-5534.0100.74-0.99835
0.75-5460.699.41-0.99805
0.85-5362.897.63-0.99755
本文在升温速率为5~30K/min的范围内利
用热天平对平均粒径为13.4Lm的CaCO3进行
了分解过程的实验研究.应用等转化率法,在不假
定机理函数的情况下,得到了CaCO3分解的活化
能E=105.24kJ/mol.
参考文献
[1]倪晓奋,刘前鑫.石灰石脱硫的热重分析研究.工程热
物理学报,1995,16(2):253~256
[2]RaoTR.Kineticsofcalciumcarbonatedecomposition.
Chem.Eng.Technol.,1996,19:373~377
[3]范浩杰,章明川,吴国新等.碳酸钙热分解的机理研
究.动力工程,1998,18(5):40~43
[4]胡荣祖,史启祯.热分析动力学.北京:科学出版社,
2001.
Thethermogravimetricstudyonkineticsof
decompositionofcalciumcarbonate
ZhengYing ChenXiaohua ZhouYingbiao ZhengChuguang
Abstract:Kineticsofcalciumcarbonatedecompositionwasstudiedbymeansofathermogravimetricanalyz-
er.Theheatingratewas5~30K/min,andthemeanparticlesizeofthesamplemeasuredbyMalvern
LaserMastersizeAnalyserwas13.4Lm.Themethodofequalconversionrate,whenthedecomposition
mechanismneedn.tbeproposed,wasusedtodeterminatethedecompositionactiveenergyofCaCO3.The
derivedvalueis105.24kJ/mol,whichcanbeusedtoverifytheratecontrollingmechanismofCaCO3de-
composition.
Keywords:CaCO3;kinetics;thermogravimetricanalyzer;equalconversionratemethod;decomposition
mechanism
ZhengYing Dr.;StateKeyLabofCoalCombustionTech.,HuazhongUniv.ofSci.&Tech.,Wuhan
430074,China.
72 华 中 科 技 大 学 学 报(自然科学版) 第30卷