基于等转化法及多元非线性拟合的高岭石非等温脱羟基动力学分析

作者：张湘辉,钟玉馨,汪灵,廖广志,王如燕,李忠权,李家燕

摘要：采用Netzsch STA409PC同步热分析仪研究了苏州高岭石(KW125)在30℃~1 200℃间的热分解过程。采用"Netzsch Thermokinetics software"软件对其脱羟基机理进行了非等温动力学研究。基于等转化法评价了反应活化能及反应进程的依存关系。基于多元非线性拟合确定了最可能反应机理及动力学参数。研究结果表明:苏州高岭石在30℃~1200℃温度范围的热分解为脱羟基与相转变等两个阶段。其脱羟基(30℃~800℃)过程中活化能呈现三个变化:197.68 kJ/mol±12.95 kJ/mol→181.04kJ/mol±18.98kJ/mol→269.7kJ/mol±14.64kJ/mol。脱羟基反应遵循三步连续反应模型t:f,f;(D3-Fn-Fn),一个三维扩散(D3)反应,然后是两个n序列(Fn)反应。第一步,f(α)=3(1-α)^2/3/(2(1-(1-α)^1/3),E1=185.27 kJ/mol,logA=10.83s^-1;第二步,f(α)=(1-α)^n,n=1.75,E2=187.81 kJ/mol,logA=10.32s^-1;第三步,f(α)=(1-α)^n,n=4.4,E3=262.70 kJ/mol,logA=13.26s^-1。

发文机构：成都理工大学材料与化学化工学院 中国石油勘探与生产公司 中国石油新疆油田分公司 油气藏地质及开发工程国家重点实验室 自然资源部构造成矿成藏重点实验室

关键词：高岭石脱羟基非等温动力学等转化法多元非线性拟合kaolinitenon-isothermal kineticsdehydroxylationisoconversional methodsmultivariate non-inear regression

分类号： O642[理学—物理化学][理学—化学]