热重–差热联用热分析.ppt

思考题 简述差热分析的原理和装置示意图。 为何用外延始点作为DTA曲线的反应起始温度？ 影响差热分析的仪器、试样、操作因素是什么？ 简述热重分析的特点和影响因素。 七、实验步骤 5. 将炉子打开，取下空坩埚加样，再将坩埚放回样品盘，调节 电减码使TG档电压值显示U≤4.8，两电减码的差值与“采样 设置”对话框中TG显示值之和即样品重量。 6. 输入初始参数：起始温度、结束温度、升温速率、样品名、 样品重量、气体、气体流量，然后确认采样。 7. 启动“控温程序”，设置温度程序 8. 测量结束后，存盘返回。 9. 进行数据处理 10. 实验结束后，关闭所有电源，待仪器冷却后将布盖好。 * 热重-差热联用热分析 　 一、概述 热分析是“在程序温度下，测量物质的物理 性质随温度变化的一类技术”。 ——国际热分析协会（ICTA） 程序控制温度：指用固定的速率加热或冷却。 物理性质：包括物质的质量、温度、热焓、尺寸、机械、升学、电学及磁学性质等。 几种主要的热分析法及其测定的物理化学参数 几种主要的热分析法及其测定的物理化学参数 二、热重法（TG）原理 热重法（Thermogravimetry，TG）是在 程序控制温度下，测量物质的质量随温度 （或时间）变化关系的一种技术。 热天平种类 热天平以上皿式零位型的天平应用最为广泛。这种热天平在加热过程中试样无质量变化时仍能保持初始平衡状态；当试样有质量变化时，天平就失去平衡，发生倾斜，立即由传感器检测并输出天平失衡信号，这一信号经测重系统放大用以自动改变平衡复位器中的电流，使天平重又回到平衡状态，即所谓的零位。 平衡复位器的线圈电流与试样质量变平衡复位器的线圈电流与试样质量变化成正比，因此，记录电流的变化即能得到加热过程中试样质量连续变化的信息。而试样温度同时由测温热电偶测定并记录。于是得到试样质量与温度(或时间)关系的曲线。 Sample Furnace Balance 常规天平：静态称量，温度室温，气氛空气； 热 天 平：动态称量，温度可变，气氛可变。 热重曲线 45℃ CuSO4·5H2O → CuSO4·3H2O + 2H2O ↑ 100℃ CuSO4·3H2O → CuSO4·H2O + 2H2O ↑ 212℃ CuSO4·H2O → CuSO4 + H2O ↑ TG曲线的信息：样品及其 五水硫酸铜的热失重曲线 （10.8mg，静态空气， 10℃/min） 中间产物的组成，热稳定 性，热分解及生成的产物 等与质量相联系的信息。 微商热重曲线（DTG） 微商热重法（Derivativ Thermogravimetry， DTG）或称导数热重法：记录TG曲线对温 度（或时间）的一阶导数的一种技术。 DTG曲线特点： 精确反映出每个失重阶段的起始反应温度、最大反 应速率温度和反应终止温度； DTG曲线的峰面积与TG曲线上对应的失重量成正比； 当TG曲线对某些受热过程出现的台阶不明显时，利 用DTG曲线能明显区分。 热重法可检测的变化过程 TG 物理变化 升华、气化、吸 附、解吸、吸收 化学变化 固体 气体 固体1 固体2＋气体 固体1＋气体 固体2 固体1＋固体2 固体3＋气体 只要物质受热时发生质量的变化，都可以用热重法来研究。但对于 像熔融、结晶和玻璃化转变之类的热行为，样品质量没有变化，热 重分析方法就不适用了。 试样制备方法 热重分析前天平校正。 试样预磨，100－300目筛，干燥、称量。 试样的装填（薄而均匀，试样和参比物的装填情况一致 ） 选择合适的升温速率。 三、差热分析（DTA）原理 差热分析（Differential Thermal Analysis， DTA）是在程序控制温度下，测量物质和参 比物的温度差随温度（或时间）变化的一种 技术。 ?T＝TS－TR 典型的DTA曲线 图中基线相当于?T=0，样品无热效应发生， 向上和向下的峰反映了样品的放热、吸热过程。 DTA曲线峰的物理化学归属 变化的类型 升温的焓变 吸热 放热 变化的类型 升温的焓变 吸热 放热 物理变化 结晶转变 熔化 结晶 汽化 升华 吸附 解吸附 吸水 居里点转变 玻璃化转变 液晶转变 热容转变 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ 化学变化 化学吸附 去溶剂化 脱水 分解 氧化裂解 在气氛下氧化 在气氛下还原 氧化还原反应 固态反应 燃烧 聚合 （树脂）预固 化催化反应 √ √ √