熱分析試題庫

1、熱分析是在 程序控制溫度 下，測量物質的 物理性質 與 溫度 關系一種技術。DTA是在 程序控制溫度 下，測量 物質和參比物之間的溫度差 與 溫度 關系一種技術。DSC是在 程序控制溫度 下，測量 輸給物質與參比物的功率差 與 溫度 關系一種技術。熱重法是在 程序控制溫度 下，測量物質的 質量 與 溫度 關系一種技術。根據(jù)試樣與天平橫梁支撐點之間的相對位置，熱天平可分為 上皿式 、 下皿式 、 水平式 三種。DTG曲線是TG曲線對溫度（或時間）的一階導數(shù)。TG測定中，中間產(chǎn)物的檢測與升溫速率密切相關，升溫速率大， 不利于中間產(chǎn)物的檢出 ，因為TG曲線上 拐點變得不明顯 。差熱曲線的縱坐標是試樣

2、與參比物的 溫度差T ，向上表示 放熱反應 ，向下表示 吸熱反應 。DSC曲線的縱坐標是試樣與參比物的 熱流率 ，向上表示 吸熱 ，向下表示放熱 。DSC曲線峰包圍的面積 正比于熱焓的變化 。升溫速率主要影響DSC曲線的 峰溫 和 峰形 ，一般越大， 峰溫越高 ， 峰形越大和越尖銳 。影響差熱分析的因素有 儀器因素 、 實驗條件因素 、 試樣因素 三類。差熱分析中，升溫速率影響峰的 形狀 、 位置 和 相鄰峰的分辨率 ，當升溫速率增大時，峰位向 高溫方向遷移 ，峰形 變陡 。DTA曲線提供的信息有： 峰的位置 、 峰的形狀 、 峰的個數(shù) 。根據(jù)所用測量方法的不同，DSC可分為 功率補償型 、

3、熱流型 。熱分析聯(lián)用技術分為 同時聯(lián)用 技術、 串接聯(lián)用 技術、 間歇聯(lián)用 技術。差熱分析時試樣用量不宜過多。試樣用量多，會導致峰形擴大和分辨率下降。DSC是動態(tài)量熱技術，對DSC儀器重要的校正就是 溫度校正 和 量熱校正 。與TG相比，DTG具有哪些優(yōu)點？（8分）Ø 能準確反映出起始反應溫度Ti,最大反應速率溫度和Tf。Ø 更能清楚地區(qū)分相繼發(fā)生的熱重變化反應，DTG比TG分辨率更高。Ø DTG曲線峰的面積精確對應著變化了的樣品重量，較TG能更精確地進行定量分析。Ø 能方便地為反應動力學計算提供反應速率（dw/dt）數(shù)據(jù)。Ø DTG與DTA具

4、有可比性，通過比較，能判斷出是重量變化引起的峰還是熱量變化引起的峰。TG對此無能為力。簡述熱重分析中升溫速率的影響Ø 升溫速率越大，所產(chǎn)生的熱滯后現(xiàn)象越嚴重，往往導致熱重曲線上的起始溫度Ti和終止溫度Tf偏高。雖然分解溫度隨升溫速率變化而變化，但失重量保持恒定。Ø 中間產(chǎn)物的檢測與升溫速率密切相關，升溫速率快不利于中間產(chǎn)物的檢出，因為TG曲線上拐點變得不明顯，而慢的升溫速率可得到明確的實驗結果。差熱分析曲線能提供那些信息？差熱分析曲線能提供峰的位置、峰的形狀、峰的個數(shù)等信息（3分），它們能像“指紋”一樣表征物質的特性（1分）。簡述DSC分析中試樣用量的影響。不宜過多，多會使

5、試樣內(nèi)部傳熱慢，溫度梯度大，導致峰形擴大、分辨力下降。 DSC與DTA相比具有哪些優(yōu)點？DTA有兩個缺點：1）試樣在產(chǎn)生熱效應時，升溫速率是非線性的，從而使校正系數(shù)K值變化，難以進行定量；2）試樣產(chǎn)生熱效應時，由于與參比物、環(huán)境的溫度有較大差異，三者之間會發(fā)生熱交換，降低了對熱效應測量的靈敏度和精確度。使得差熱技術難以進行定量分析，只能進行定性或半定量的分析工作。DSC對試樣產(chǎn)生的熱效應能及時得到應有的補償，使得試樣與參比物之間無溫差、無熱交換，試樣升溫速度始終跟隨爐溫線性升溫，保證了校正系數(shù)值恒定。測量靈敏度和精度大有提高。 DSC對試樣產(chǎn)生的熱效應能及時得到應有的補償，使得試樣與參比物之間

6、無溫差、無熱交換，試樣升溫速度始終跟隨爐溫線性升溫，保證了校正系數(shù)值恒定。測量靈敏度和精度大有提高。TG-DTA聯(lián)用的主要優(yōu)缺點：u 主要優(yōu)點：ü 能方便區(qū)分物理變化與化學變化；ü 便于比較、對照、相互補充ü 可以用一個試樣、一次試驗同時得到TG與DTA數(shù)據(jù)，節(jié)省時間ü 測量溫度范圍寬：室溫1500u 缺點：同時聯(lián)用分析一般不如單一熱分析靈敏，重復性也差一些。因為不可能滿足TG和DTA所要求的最佳實驗條件。何謂同時聯(lián)用技術？舉例說明。在程序控制溫度下，對一個試樣同時采用兩種或多種分析技術，TG-DTA、TG-DSC應用最廣泛，可以在程序控溫下，同時得到物

7、質在質量與焓值兩方面的變化情況。圖1為負載在Al2O3載體上的H2IrCl6的TG-DTG曲線，為將負載H2IrCl6分解為IrCl3，要求在氮氣下進行焙燒。圖1為H2IrCl6于氮氣下的焙燒曲線。請根據(jù)上述TG-DTG曲線，分析H2IrCl6/Al2O3在加熱過程中的變化，并確定H2IrCl6/Al2O3的焙燒溫度。答：在DTG曲線上出現(xiàn)兩個峰，在其TG曲線上有對應的失重。第一個峰出現(xiàn)在150之前，為脫表面吸附水峰，第二個峰出現(xiàn)在240-400溫區(qū)，為H2IrCl6 的分解峰（4分）。由此可見，陪燒溫度應大于400（3分）。在納米氧化鋅制備過程中，采用均勻沉淀法得到的是堿式碳酸鋅（ZnCO3

8、2Zn(OH)2），后經(jīng)熱分解制備納米氧化鋅，為了確定煅燒溫度，進行了熱分析實驗，所得TG-DSC曲線如下：請對熱分析曲線進行分析，并確定合適的煅燒溫度。答：從圖中DSC曲線可以看出由180到260有一明顯的吸熱峰，與TG曲線相對應，有一明顯失重，應為堿式碳酸銅的分解過程，失重約為25%。在360左右有一小的放熱峰，TG曲線無質量變化，很可能是粒徑長大引起的。從TG曲線看出，前驅體在300時已基本分解完全，因此為了防止粒子粒徑的長大，并能保證分解完全，選擇在300下進行煅燒比較合適。通常制備純CuO的方法是采用Cu(NO3)2·3H2O的熱分解。但是關于Cu(NO3)2·3H2O熱分解機理，有不同的看法：一是認為分解過程有中間體Cu(NO3)2·2Cu(OH)2生成；一是認為一步直接生成的。測得Cu(NO3)2·3H2O的TG-DTA曲線如下圖所示：根據(jù)TG-DTG-DTA曲線，試分析Cu(NO3)2·3H2O的分解過程。答：DTA曲線上有三個吸熱峰而DTG曲線上只顯示出第二、三吸熱峰伴有失重。因此，在409K的第一個吸熱峰為Cu(NO3)2·3H2O晶體的熔融峰，476K的第二個吸熱峰是形成中間化合物引起的，所形成的中間化合物則可根據(jù)TG和DTG曲線計算出失重量而確定。在583K