热分解反应动力学研究

热分解反应动力学研究

非均相体系反应动力学方程：

)(ααkf dt

d v == (1) 其中，v —热分解速率；α-失重率或变化率；

k -速率常数，与温度的关系满足阿伦尼乌斯（Arrhenius ）方程：

RT E e

A k /-⋅= (2)

T —温度(K)； E —活化能（kJ/mol ）；A —频率因子（s -1）；R —气体常数（8.31J/k ·mol ）动力学参数

f (α)—微分动力学模型*，取决于反应机理。热分解反应常用n f )1()(αα-=, n 为反应级数

结合方程（1）和(2)，得到反应动力学方程

)(/αα

f Ae dt d v RT E -== (3) 非等温法是热重法研究反应动力学的主要方法，设升温速率

恒定，dt dT

=φ，代入(3)得

)(/αφ

α

f e A dT

d RT E -= (4)

1) 积分法： dT e A f d RT E T /00)(-⎰⎰

=φααα (5)

采用Coast-Redfern 法，近似求解积分得到

T R E

E RT

E AR T g 1303.2]21[log ])

(log[2⋅--=φα (6) 作2)

(log T g α—1/T 图， 由直线(Y=a+bX)斜率可求E ；结合截距

求A.

2) 微分法：（4）式两边取对数，并对dT

d α，α和T 进行微分，得到

)(log )1(303.2log αα

f d T d R

E

dt d d +-= （5）’ 若n f )1()(αα-=，代入上式并以差减方式表示：

)1log(1

303.2log αα

-∆+∆-=∆n T R E

dt d （6）’

两边处以)1log(α-∆，得到

n T R

E dt d +-∆∆⋅-=-∆∆)1log()

1(303.2)1log()

/log(ααα (6)’’ 对)1log()

/log(αα-∆∆dt d —)1log()1(α-∆∆T 作图为一直线，其斜率为R E

303.2-，

截距为n 。

参考文献

* Li S F, Jiang Z, Yuan K J, Yu S Q, Chow W. K. Studies on the Thermal Behavior of Polyurethanes. Polymer-Plastics Technology and Engineering, 45: 95–108, 2006

1. 李余增，热分析，P74-106

2. 张美珍，聚合物研究方法，P131-13

3.