基于等轉化法及多元非線性擬合的高嶺石非等溫脫羥基動力學分析

作者：張湘輝,鐘玉馨,汪靈,廖廣志,王如燕,李忠權,李家燕

摘要：采用Netzsch STA409PC同步熱分析儀研究了蘇州高嶺石(KW125)在30℃~1 200℃間的熱分解過程。采用"Netzsch Thermokinetics software"軟件對其脫羥基機理進行了非等溫動力學研究。基于等轉化法評價了反應活化能及反應進程的依存關系。基于多元非線性擬合確定了最可能反應機理及動力學參數。研究結果表明:蘇州高嶺石在30℃~1200℃溫度范圍的熱分解為脫羥基與相轉變等兩個階段。其脫羥基(30℃~800℃)過程中活化能呈現三個變化:197.68 kJ/mol±12.95 kJ/mol→181.04kJ/mol±18.98kJ/mol→269.7kJ/mol±14.64kJ/mol。脫羥基反應遵循三步連續反應模型t:f,f;(D3-Fn-Fn),一個三維擴散(D3)反應,然后是兩個n序列(Fn)反應。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。

發文機構：成都理工大學材料與化學化工學院 中國石油勘探與生產公司 中國石油新疆油田分公司 油氣藏地質及開發工程國家重點實驗室 自然資源部構造成礦成藏重點實驗室

關鍵詞：高嶺石脫羥基非等溫動力學等轉化法多元非線性擬合kaolinitenon-isothermal kineticsdehydroxylationisoconversional methodsmultivariate non-inear regression

分類號： O642[理學—物理化學][理學—化學]