TBA-B2SIWnAI固相7热分解动力学.doc

TBA- B2SiWnAI固相热解机理及动力学研究 摘要: TBA- B2SiWnAI采用TG-DTG技术研究了标题化合物的热分解机理及非等温动力学,它的热分解过程经历了2个阶段,其中间体和残余物运用TG-DTG技术进行了确证。采用Coats-Redfern方程和Doyle方程对非等温动力学数据进行了分析,得到了表观活化能分别为149. 87，116.04、 the mechanism and dynamics research Abstract: TBA- B2SiWnAI was reported and characterized with elemental analysis, IR spectrum, and TG-DTA. The TG-DTG curves showed that it thermal decomposition was a three-step process. The intermediates and residue of the thermal data decomposition were identified by means of TG-DTG technique. The non-isothermal kineti data were analyzed with theCoats-Redfern and Doyle equation. The mechanism function and kinetic parameters of the thermal composition in the second step were obtained. The apparent active energy of four steps are149. 87and116.04, kJ ? mol-1, respectively and the frequency factor are 1.36 × 1024s-1, 8.89 × 1011s-1respectively. Key words: TBA- B2SiWnAI；thermal decomposition kinetics; TG-DTA-DTG 1.热分解过程 标题化合物的TG-DTA-DTG曲线见图1,由图1可见, TBA- B2SiWnAI固相标题化合物的TG-DTA-DTG曲线见图1, TBA- B2SiWnAI固相标题化合物为2步分解。第1步先脱去25个水分子,热分解失重率为15.5% (理论失重率15.6%),第2步脱去37个四丁基溴化铵分子,实验失重率22.7% (理论失重率22.9%)[1]。 2.第1阶段热分解动力学 对于一般形式的动力学方程式 （1） 可采用微分法和积分法求解式(1)。将30种常见的固体热分解机理函数f(α)和g(α)及TG-DTG曲线上取得的基本数据代入微分法中的Achar方程[2] (2) 和积分法中的Coats-Redfern方程[3] (3) 分别以及对用自编程序作图,依据最小二乘法对基本数据进行线性回归,求得不同机理函数下的动力学参数E、A以及相关系数r。比较微分法和积分法求得的动力学参数E、A值,选取E、 A值最为接近较好的一组,该组所对应的机理为该步反应的热分解机 图1　标题化合物的TG-DTA-DTG曲线 理,从而推导出热分解反应的非等温动力学方同时,又采用多重扫描速率法中的Coats-Redfern方程和Doyle方程所得到的活化能与单重扫描法中的微分法和积分法算得的活化能进行对比,以验证其可靠性。 Doyle机理方程[4] (4) 式中，α为温度T时的反应分解率;β为线性升温速率;T为DTG峰温;R为气体常数;A为指前因子;E为表观活化能; f(α)与g(α)为机理函数。 采用以上2种方法研究了TBA- B2SiWnAI的主要阶段的热分解动力学过程。由TG和DTG曲线可以得到标题化合物第1阶段热分解T、α。将30种常见固体热分解反应动力学机理函数f(α)和g (α)分别代入式(2)和式(3),通过对,对作图,经过最小二乘法线性拟合得到了不同动力学机理函数的E、lnA的值(表2、表3)[5] 。 表2 第一峰的方程和方程数据对比序号 Doyle法 E/J·mol-1 lnA r E/J·mol-1 lnA r 1 181286.97 64.62 -0.92 149672.28 54.61 -0.94 2 191106.10 67.74 -0.93 159464.63 57.74 -0.95 3 195650.4