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《現(xiàn)代分析測試技術(shù)第一章_熱分析ppt課件.ppt》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、第一章熱分析技術(shù)ThermalAnalysis熱分析是在程序控制溫度下，測定物質(zhì)的物理性質(zhì)與溫度關(guān)系的一類技術(shù)。程序控制溫度，一般是指線性升溫或線性降溫，也包括恒溫、循環(huán)或非線性升溫、降溫。也就是把溫度看做是時間的函數(shù)：T=f(t)熱分析技術(shù)必須滿足下述三條標(biāo)準(zhǔn)1必須測量物質(zhì)的某種物理性質(zhì)。如：質(zhì)量、熱學(xué)、力學(xué)、電學(xué)、光學(xué)、磁學(xué)和聲學(xué)等。因此，熱分析技術(shù)所涉及的范圍極其廣泛。2測量的物理量必須直接或間接表示為溫度關(guān)系。3測量的物理量必須在程控溫度下測定。。最常用的三種熱分析法1熱重分析法TG(Themogravimetry)微商熱重分析法DTG(Der
2、ivativeThermogravimetry)2差熱分析DTA(DifferentialThermalAnalysis)3示差掃描量熱分析法DSC(DifferentialScanningCalorimetry)第一節(jié)熱重分析熱重法(Thermo-gravimetry,簡稱TG)是在程序控制溫度下，測量物質(zhì)的質(zhì)量與溫度關(guān)系的一種技術(shù)。一基本原理二儀器三熱重（TG）曲線與微商熱重(DTG)曲線四熱重分析應(yīng)用示例一基本原理利用物質(zhì)在程序控溫加熱或冷卻過程中，自身質(zhì)量的變化去研究分析物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、組成、性質(zhì)等。利用加熱或冷卻過程中物質(zhì)質(zhì)量變化的特點，可以區(qū)別
3、和鑒定不同的物質(zhì)。恒溫（靜態(tài)）熱重法——在恒溫下測定物質(zhì)質(zhì)量變化與時間的關(guān)系非恒溫（動態(tài)）熱重法——在程序控溫下測定物質(zhì)質(zhì)量與溫度的關(guān)系過程增重失重吸附√脫附√脫水/脫溶劑√升華√蒸發(fā)√分解√固固反應(yīng)√固氣反應(yīng)√發(fā)生重量變化的主要過程故該方法又稱為熱失重二儀器熱重分析儀（熱天平）靈敏度在1ug,總量程為數(shù)百毫克操作溫度為低溫到1000℃變溫速率可達數(shù)百℃/min對比：普通天平：靜態(tài)稱量；室溫；大氣中熱天平：動態(tài)稱量能改變試樣溫度氣氛可以調(diào)節(jié)近代熱天平的基本結(jié)構(gòu)三熱重（TG）曲線與微商熱重(DTG)曲線1熱重（TG）曲線由熱重法記錄的質(zhì)量變化對溫度的關(guān)系
4、曲線稱熱重曲線（TG曲線）以重量為縱坐標(biāo)(由上到下質(zhì)量減少)，以溫度(或時間)為橫坐標(biāo)(從左到右增加)。m不隨T變化的水平線段ab與cd稱為平臺，它分別相對應(yīng)于固體A與固體B穩(wěn)定存在的溫度區(qū)間。曲線斜率發(fā)生變化的bc部分則表示已發(fā)生質(zhì)量變化的反應(yīng)，曲線的斜率變化越大，表明反應(yīng)速率越快。兩個平臺之間的垂直距離可以計算該反應(yīng)所發(fā)生的質(zhì)量變化量或失重百分率，從而可以進行定量分析或反應(yīng)歷程的判斷。理想的熱重曲線實際熱重曲線2．微商熱重曲線(DTG曲線)TG曲線對時間(或溫度)的一次微分所得曲線即DTG曲線。它表示質(zhì)量（m)隨時間（t)的變化率（失重速率）與溫度
5、（或時間）的關(guān)系；相應(yīng)地稱以微商熱重曲線表示結(jié)果的熱重法為微商熱重法?？v坐標(biāo)為dW／dt(或dW／dT)，從上到下表示減少。橫坐標(biāo)為溫度T或時間t，自左至右表示增加。DTG曲線上出現(xiàn)的各種峰對應(yīng)著TG曲線上的各個重量變化階段。峰的面積與樣品對應(yīng)的重量變化成正比。DTG曲線上的峰頂點與TG曲線的拐點相對應(yīng)DTG曲線上的峰數(shù)與TG曲線的臺階數(shù)相等DTG曲線峰面積與失重量成正比DTG曲線的特點：（1）能精確反映出起始反應(yīng)溫度、最大反應(yīng)速率溫度和反應(yīng)終止溫度(相對來說，TG曲線對此就遲鈍的多）；（2）能精確區(qū)分出相繼發(fā)生的熱重變化。在TG曲線上，對應(yīng)于整個變化
6、過程中各階段的變化相互銜接而不易區(qū)分開，而同樣的變化過程在DTG曲線上能呈現(xiàn)出明顯的最大值，可以以峰的最大值為界把一個熱失重反應(yīng)分成兩部分。故DTG能很好地區(qū)分出重疊反應(yīng)，區(qū)分各反應(yīng)階段。（3）DTG曲線的峰面積精確地對應(yīng)著變化了的樣品重量，因而較TG能更精確地進行定量分析。3．影響TG/DTG曲線的因素(1)氣氛：如在CO2氣氛中、空氣中或N2氣氛中，物質(zhì)的反應(yīng)溫度會有較大變化。靜態(tài)氣氛：惰性氣氛無影響；若氣氛中含有與產(chǎn)物相同的氣體，抑制反應(yīng)進行，導(dǎo)致分解速率下降，反應(yīng)時間延長，使分解溫度升高；動態(tài)氣氛：惰性氣體會將氣體產(chǎn)物帶走而是分解加快；氣氛中含
7、有與產(chǎn)物相同的氣體時，使起始反應(yīng)溫度升高并改變反應(yīng)速率。(2)試樣量：熱傳導(dǎo)會在試樣內(nèi)形成溫度梯度，試樣的起始量越大，溫差越大，氣體產(chǎn)物的擴散也會受影響。最好的辦法是根據(jù)天平的靈敏度，盡可能使用少量試樣。(3)試樣粒度：粒度小的比粒度大的試樣熱分解溫度低。(4)試樣皿（坩堝）試樣皿的材質(zhì)：玻璃、鋁、陶瓷、石英、金屬等；坩堝的大小和形狀應(yīng)注意試樣皿對試樣、中間產(chǎn)物和最終產(chǎn)物應(yīng)是惰性的；試樣和試樣皿之間不能發(fā)生反應(yīng)：如聚四氟乙烯類試樣不能用陶瓷、玻璃和石英類皿，因相互相會形成揮發(fā)性碳物質(zhì)；白金試樣皿不適宜做含磷、硫或鹵素的聚合物的試樣皿，因白金對該類物質(zhì)有
8、加氫或脫氫活性。四熱重分析應(yīng)用示例只要物質(zhì)受熱時發(fā)生質(zhì)量的變化，就可以用熱重法來研究其變化過程
