气固相反应实例 ppt课件

g () 0 f( 1 )d A o Te E /Rd T T A R p E ()
两边取对数 g() AR RT E
ln( T2
)lnE(12E)RT
气固相反应实例
单曲线法－Doyle方程： Doyle[92]将积分p(μ)估计为
lo p () g 2 . 3 0 1 . 45 5 ( 2 6 0 6 7 )0
等转化法利用升温速率不同的多条曲线求出反应的表 观活化能。由于不用假定反应动力学模型，得到的活 化能值被认为比较可靠，因此在近年来受到了普遍的 重视。
气固相反应实例
单曲线法－Coats-Redfern方程：
Coats和Redfern将积分p(μ)估计为
p() e (1 2) 2
E RT
因此可以利用在不同次测量下得到的相同反应分数
下对应的α作图
ln(ddt )ik
~
1 Tik
回归得到的斜率计算出表观活化能E
气固相反应实例
等转化法－Flynn-Wall-Ozawa(FWO)方法 ：
将Doyle方程变为
log g ()()loA g R)(E 2.31 0 5 .45R E 6T 7
log ) (loR gA ( (g)E )2.31 0 5 .45R E 6T 7
如果反应为单一过程，在给定的固定反应分数下
log0.456E7 const
RT 利用相同的反应分数下的logβi对1/T作图，求斜率可
以计算出E
气固相反应实例
等转化法－Kissinger方法 ：
Kissinger方法将积分p(μ)估计为
-1 5 .0
-1 5 .5
-1 6 .0
-1 6 .5
-1 7 .0 0.00170 0.00175 0.00180 0.00185 0.00190 0.00195 0.00200
l n ( 1 - (X1) - ) - l nT( / [T ] )
2
2
1 /3
-1 3 .0
-1 3 .5
A :1 5 K /m in 1 5 0 m l/m in
-1 4 .0
B :1 5 K /m in 1 2 0 m l/m in
C :2 5 K /m in 1 5 0 m l/m in
-1 4 .5
20
30
40
50
t (m in )
转化率随时间的变化
气固相反应实例
转化率随温度的变化
气固相反应实例
1 /3
1 - ( 1X-)
0 .3 0
0 .2 5
523K
553K
563K
0 .2 0
583K
603K
0 .1 5
0 .1 0
0 .0 5
0 .0 0
0
2
4
6
8
t (m in )
气固相反应实例
1 /3
log g ()()loA g R)(E 2.31 0 5 .45R E 6T 7
气固相反应实例
等转化法－Friedman方法 ：
由基本动力学方程
求对数
dAex pE(a)f()
dt
RT
lnd()Ea lnA[(f)]
dt RT
气固相反应实例
等转化法－Friedman方法 ：
在相同反应分数条件下，方程右边第二项相同
dt
dT dT
dT
积分得到：
g( )0 1 / f( ) d Ao Te E/ RdT T ARp E( )
p() e d
2
E RT
积分p(μ)没有解析解，只有数值解。
气固相反应实例
常用于非等温动力学分析的方法有单曲线法（模型拟 合法）和等转化法
单曲线法利用单条热分析曲线求出全部动力学参数， 主要通过假定动力学模型来拟合动力学曲线。常用方 程有Coats-Redfern方程和Doyle方程。
0 .0 0 1 7 0
0.00175 0.00180
1 /T (K -1)
0 .0 0 1 8 5
0 .0 0 1 9 0
0 .0 0 1 9 5
气固相反应实例
lnk(min-1)
-0.5
-1.0
-1.5
-2.0
-2.5
-3.0
-3.5
1.65
1.70
1.75
1.80
1.85
1.90
1.95
1/T,10-3K-1
1 - ( 1X-)
0 .5 0
523K
0 .4 5
553K
0 .4 0
563K
583K
0 .3 5
603K
0 .3 0
0 .2 5
0 .2 0
0 .1 5
0 .1 0
0 .0 5
0 .0 0
0
1
2
3
4
5
6
7
t (m in )
气固相反应实例
l n (k/ [k] )
1
0
-1
-2
-3
-4
0 .0 0 1 6 5
气固相反应实例
d kf() f(α):速率微分式
dt
k=Ae-E/(RT)
＝dT/dt
G(α): f(α)的积分函数, 球形颗粒界面化学 反 应控速： G(α)=1-(1-α)1/3
lnGT(2)lnAER 12R ET RET
气固相反应实例
ln((1-(1-X)1/3)-ln(T2/[T2])
气固相反应实例
气固相反应实例
气固相反应实例
等温 非等温
气固相反应实例
动力学方程一般表示为：
微分形式 d k f()
dt
积分形式
g()kt
g(α) α dα 0 f (α)
反应机理、控速步骤不同对应不同的动力学 模型 f(α)和g(α)
气固相反应实例
将dT/dt=β代入：
d kf() dα dtkf(α) dαA/βexp E/(R)T f(α)
-13 -14 -15 -16 -17 -18 -19 0.0016
A:15K/min 150ml/min B:15K/min 120ml/min C:25K/min 150ml/min
0.0017
0.0018
1/T (K-1)
0.0019
ln G ( X ) -1/T关系
T2
0.0020
气固相Байду номын сангаас应实例
热重分析仪示意图
气固相反应实例
Co3O4的分解过程用TG进行研究 等温（未到反应温度前通氩气保护，到达反应温
度时开始通H2还原） 非等温
气固相反应实例
X
1 .0
E
0 .8
D C
0 .6
B
0 .4
0 .2
A :523K
B :553K
A
C :563K
D :583K
E :603K
0 .0 0
10
p()exp )(/2
E RT
得到
E
ln const T2 RT
g () 0 f( 1 )d A o Te E /Rd T T A R p E ()
利用 log i ~ 1 作图，求斜率可以计算出E
T 2 Tik
气固相反应实例
Co3O4的在氢气中还原 La(OH)3的分解
气固相反应实例