儀器分析綜述熱分析儀綜述

熱分析儀的綜述制作人：李久會

2014年06月04日

熱分析的綜合簡介1目錄

差熱分析法2

差示掃描量法3

熱重分析法4

熱分析的綜合簡介1所謂熱分析，是研究溫度或熱與其它物理化學(xué)性質(zhì)的相互關(guān)系的分析方法，可以按照所測定的物理量，可以測量諸如質(zhì)量、尺寸以及各種力、熱、聲、光、電、磁等物理性質(zhì)與熱或者溫度的關(guān)系。簡介分類1、差熱分析法（DTA）2、差示掃描量法（DSC）3、熱重分析法（TG）差熱分析法>>>簡介2.1差熱分析法是以某種在一定實驗溫度下不發(fā)生任何化學(xué)反應(yīng)和物理變化的穩(wěn)定物質(zhì)（參比物）與等量的未知物在相同環(huán)境中等速變溫的情況下相比較，未知物的任何化學(xué)和物理上的變化，與和它處于同一環(huán)境中的標(biāo)準(zhǔn)物的溫度相比較，都要出現(xiàn)暫時的增高或降低。降低表現(xiàn)為吸熱反應(yīng)，增高表現(xiàn)為放熱反應(yīng)。當(dāng)給予被測物和參比物同等熱量時，因二者對熱的性質(zhì)不同，其升溫情況必然不同，通過測定二者的溫度差達到分析目的。以參比物與樣品間溫度差為縱坐標(biāo)，以溫度為橫座標(biāo)所得的曲線，稱為DTA曲線。差熱分析法>>>發(fā)展以及應(yīng)用2.2①②③④差熱分析法測定HZSM-5分子篩表面酸位量的方法用差熱分析法測定小麥和玉米的粗纖維及水分含量熱分析法鑒別不同生長年限花魔芋精粉的研究ElectronRedistributioninPt2(dta)4I:FromBuildingBlockstotheInfiniteChain.ATheoreticalInvestigationofPossiblePeierlsDistortions差熱分析法>>>發(fā)展以及應(yīng)用2.2①

分子篩表面的酸性是影響其催化性能的重要因素，對分子篩的酸性測量，包括酸種類、酸強度及表面酸量，成為表征催化劑性能的重要內(nèi)容。通過使用TG-DTA對吸附吡啶的HZSM-5分子篩分析，可測定出分子篩的酸的類型、強度以及酸位量。其操作方法簡單，定量準(zhǔn)確，可排除吸附質(zhì)的穩(wěn)定性及內(nèi)擴散的影響，且適用于同類熱穩(wěn)定性好的固體酸催化劑。由于HZSM-5分子篩的表面具有Lewis和Bronsted兩種酸中心，可以吸附堿性的有機胺分子，隨著程序升溫，弱酸區(qū)和強酸區(qū)吸附的有機胺分子分別會在低溫區(qū)和高溫段脫附，產(chǎn)生兩個TG失重段和DTA放熱峰。當(dāng)分子篩中一個酸位吸附一個有機胺分子，通過失重段的起始位置和質(zhì)量損失可以得出樣品酸位的類型和數(shù)量，而DTA峰值溫度可作為比較樣品的算強度的依據(jù)。差熱分析法測定HZSM-5分子篩表面酸位量的方法差熱分析法>>>發(fā)展以及應(yīng)用2.2②運用差熱分析(DTA)技術(shù)，分析了升溫速率、試樣粒度、試樣用量等因素對小麥玉米熱分解過程的影響，并通過對國標(biāo)法和差熱分析法的對比探討了小麥和玉米的水分含量，粗纖維含量和對應(yīng)DTA曲線峰面積的關(guān)系。實驗結(jié)果表明:(1)試樣粒度的變化對DTA曲線產(chǎn)生明顯的影響，試樣的粒度越大，峰面積也變大。本文選擇最佳粒度尺寸為過140目篩。(2)升溫速率的變化對DTA曲線影響比較明顯。在較快的升溫速率下峰面積變大，峰變尖銳。在測定小麥中水分和粗纖維時本文選擇最佳升溫速率為10℃/min；在測定玉米中水分和粗纖維時本文選擇最佳升溫速率為8℃/min。(3)試樣用量的改變也會對DTA曲線產(chǎn)生比較大的影響。填充量越大，容易使相鄰的兩峰重疊，降低了分辨力。本文選擇最佳試樣用量為10mg。用差熱分析法測定小麥和玉米的粗纖維及水分含量差熱分析法>>>發(fā)展以及應(yīng)用2.2③采用熱分析方法對花魔芋精粉的生長年限進行鑒別。在靜態(tài)空氣下對1～3年生長期花魔芋精粉的TG-DTG曲線進行研究?；в缶墼?59.0～261.0℃時逐漸熱解炭化,在433.0～450.8℃時開始燃燒。不同生長期花魔芋精粉的DTG曲線有明顯差別。利用熱分析方法,從DTG曲線上失重峰值的位置可快速、簡便地鑒別不同生長期的花魔芋精粉。熱分析法鑒別不同生長年限花魔芋精粉的研究差熱分析法>>>發(fā)展以及應(yīng)用2.2④[In(4,4'-dtbu-2,2'-bipy)Cl-3(DMSO)].2DMSO(1)complexwasobtainedfromthereactionof1equivalentofInCl3.4H(2)Owith1equivalentof4,4'-di-tert-butyl-2,2'-bipyridine(4,4'-dtbu-2,2'-bipy)inamethanolsolution.ThiscompoundwasrecrystallizedinaDMSO/methanolsolutiontoobtainsuitablecrystalsforX-raystudies.Thiscomplexwascharacterizedbyelementalanalysis,IR,UV-Vis,H-1NMR,C-13{H-1}NMR,andluminescencespectroscopyanditsstructurewasstudiedbythesingle-crystaldiffractionmethod.Thethermalstabilityof1wasstudiedbythermalgravimetric(TG)anddifferentialthermalanalyses(DTA).ElectronRedistributioninPt2(dta)4I:FromBuildingBlockstotheInfiniteChain.ATheoreticalInvestigationofPossiblePeierlsDistortions差示掃描量法>>>簡介3.1在程序控制溫度下，測量輸入到試樣和參比物的功率差（如以熱的形式）與溫度的關(guān)系。差示掃描量熱儀記錄到的曲線稱DSC曲線，它以樣品吸熱或放熱的速率，即熱流率dH/dt（單位毫焦/秒）為縱坐標(biāo)，以溫度T或時間t為橫坐標(biāo)，可以測定多種熱力學(xué)和動力學(xué)參數(shù)，例如比熱容、反應(yīng)熱、轉(zhuǎn)變熱、相圖、反應(yīng)速率、結(jié)晶速率、高聚物結(jié)晶度、樣品純度等。該法使用溫度范圍寬（-175~725℃）、分辨率高、試樣用量少。適用于無機物、有機化合物及藥物分析。差熱分析法>>>發(fā)展以及應(yīng)用3.2①②③④差示掃描量熱法對Fe1-xO歧化反應(yīng)的研究差示掃描量熱法在大豆蛋白產(chǎn)品品質(zhì)檢測中的應(yīng)用差示掃描量熱法在原油蠟含量測定中的應(yīng)用SolubilityMeasurementUsingDifferentialScanningCalorimetry

差熱分析法>>>發(fā)展以及應(yīng)用3.2①本實例研究了維氏體歧化反應(yīng)發(fā)生的溫度、歧化率以及助催化劑對歧化反應(yīng)的影響。差示掃描量熱法主要用于研究金屬玻璃顯微結(jié)構(gòu)中亞穩(wěn)相的轉(zhuǎn)變溫度以及轉(zhuǎn)變動力學(xué)的特征分析。FeO在熱力學(xué)上屬于亞穩(wěn)相，575℃以下發(fā)生歧化反應(yīng)，生成Fe和Fe3O4。自然界沒有純FeO，人工合成也不能得到化學(xué)整比的FeO，只能得到鐵離子缺位的非化學(xué)整比的Fe1-xO稱之為維氏體。維氏體基氨合成催化劑由熔融液態(tài)維氏體急冷得到，處于熱力學(xué)亞穩(wěn)狀態(tài)，隨著溫度的升高，必然發(fā)生從亞穩(wěn)態(tài)向穩(wěn)態(tài)的轉(zhuǎn)變，即發(fā)生Fe1-xO歧化反應(yīng)，在轉(zhuǎn)變過程中伴隨著熱量的變化。用差示量熱儀對維氏體基氨合成催化劑進行分析得到DSC曲線，測量其熱穩(wěn)定性，確定樣品歧化反應(yīng)溫度以及反應(yīng)的焓變。差示掃描量熱法對Fe1-xO歧化反應(yīng)的研究

差熱分析法>>>發(fā)展以及應(yīng)用3.2②差示掃描量熱分析儀(DSC儀)因其使用方便,精確度高等特點,多年來備受青睞。綜述了近20年來DSC分析儀在大豆蛋白產(chǎn)品品質(zhì)測定中的典型應(yīng)用,涉及試驗條件的選擇及因試驗條件不同導(dǎo)致的試驗結(jié)果的差異。主要包括升溫速率、保護氣體、樣品量、液體樣品的溶劑等條件對樣品熱穩(wěn)定性的影響。差示掃描量熱法在大豆蛋白產(chǎn)品品質(zhì)檢測中的應(yīng)用

差熱分析法>>>發(fā)展以及應(yīng)用3.2③我國原油含蠟量較高,蠟含量的測定為原油管道優(yōu)化運行提供相關(guān)數(shù)據(jù),保障原油管道安全運行。本文簡單比較了三種原油蠟含量測定方法,重點對差示掃描量熱法進行了詳細闡述。利用差示掃描量熱儀DSC822e進行比對試驗,對差示掃描量熱法在原油蠟含量測定中的準(zhǔn)確性和重復(fù)性進行了驗證,證明了差示掃描量熱法在實際應(yīng)用中的可靠性。差示掃描量熱法在原油蠟含量測定中的應(yīng)用

差熱分析法>>>發(fā)展以及應(yīng)用3.2④Themeasurementofsolubilityinmicrosamplesemployingadifferentialscanningcalorimeter(DSC)hasbeenevaluatedforseveralaqueousandnonaqueoussystems:?substanceAinacetonitrile,(RS)-mandelicacid,(S)-mandelicacid,adipicacid,diphenhydramineHCl,α-glycine,andterephthalicacidinwater,(RS)-mandelicacidandβ-succinicacidinethanolandmethanol,andadipicacidinethanol.Thistechniquerequiressamplesintherangeofmilligramsandcanbeusedathightemperaturesandpressures.Resultsshowthatthesolubilitydataofmostcompoundsstudiedusingthistechniquearewithin5%ofsolubilitydataobtainedfromtheliterature.FactorsthatinfluencesolubilitymeasurementbyDSCwereexaminedalongwithmethodstominimizeassociatederrors.SolubilityMeasurementUsingDifferentialScanningCalorimetry熱重分析法>>>簡介4.1熱重分析（ThermogravimetricAnalysis，TG或TGA），是指在程序控制溫度下測量待測樣品的質(zhì)量與溫度變化關(guān)系的一種熱分析技術(shù)，用來研究材料的熱穩(wěn)定性和組份。TGA在研發(fā)和質(zhì)量控制方面都是比較常用的檢測手段。熱重分析在實際的材料分析中經(jīng)常與其他分析方法連用，進行綜合熱分析，全面準(zhǔn)確分析材料。熱重分析法>>>發(fā)展以及應(yīng)用4.2①②③④熱重分析法在油脂氧化穩(wěn)定性研究中的應(yīng)用利用熱重分析研究煤的氧化反應(yīng)過程及特征溫度ImprovedMethodfortheDeterminationofKineticParametersfromNon-isothermalThermogravimetricAnalysis(TGA)Data熱重分析法研究氫氧化鎂納米粉體的非等溫分解動力學(xué)

差熱分析法>>>發(fā)展以及應(yīng)用4.2①熱重分析法在食用油脂氧化穩(wěn)定性定性分析中的應(yīng)用,檢測了菜籽油、玉米油、調(diào)和油3種油脂的氧化分解溫度,探討了升溫速率、保護氣氛對油脂氧化分解溫度的影響;通過油脂的熱重分析法等溫實驗,觀察了油脂的氧化誘導(dǎo)時間。實驗表明:菜籽油的氧化穩(wěn)定性優(yōu)于玉米油和調(diào)和油;相同條件下,升溫速率越快,氧化分解溫度越高;在氮氣氣氛下,油脂的氧化穩(wěn)定性更好。熱重分析方法采樣量少、操作方便、效果明顯,可以應(yīng)用于油脂生產(chǎn)過程的質(zhì)量監(jiān)控和抗氧化劑的開發(fā)研究。熱重分析法在油脂氧化穩(wěn)定性研究中的應(yīng)用

差熱分析法>>>發(fā)展以及應(yīng)用4.2②煤自燃是煤氧復(fù)合放出熱量,在合適的供氧條件和蓄熱環(huán)境下,引起煤體溫度升高的結(jié)果。但是,長期以來由于煤氧復(fù)合過程的復(fù)雜性,研究方法的局限性,煤氧復(fù)合的機理并沒有真正了解。因此,采用合適的方法研究煤氧復(fù)合機理對于認(rèn)識煤自然發(fā)火過程、建立煤自然發(fā)火預(yù)測理論具有重要的意義。本論文采用理論與實驗相結(jié)合的研究方法。首先對比煤分子結(jié)構(gòu)中類似有機物的氧化性,分析煤分子中易低溫氧化的基團是非芳香結(jié)構(gòu)中的某些烷基側(cè)鏈、橋鍵和含氧官能團;在高溫階段,煤分子會發(fā)生鍵的斷裂引起分子結(jié)構(gòu)的變化。然后,利用兗州興隆莊煤礦的煤樣進行熱重實驗。根據(jù)煤氧復(fù)合機理、煤氧復(fù)合三步反應(yīng)模型和煤自燃的指標(biāo)氣體分析法,對實驗所得75組TG曲線和DTG曲線進行分析,在每組曲線上找到興隆莊煤樣的臨界溫度和著火溫度等對煤的氧化過程有研究意義的七個特征溫度點,并分析其產(chǎn)生原因。利用熱重分析研究煤的氧化反應(yīng)過程及特征溫度

差熱分析法>>>發(fā)展以及應(yīng)用4.2③Thermogravimetricanalysis(TGA)ataconstantheatingrateisapopulartechniqueforcharacterizingreactionbehavior.DeterminationofkineticcoefficientsfromsuchTGAdatahasgivenrisetoalargerangeofreportedactivationenergiesforsimilarsamples.Ingeneral,ratecoefficientsaredeterminedusingeitheralinearizedintegralmethodoraderivativemethod.Anewmethodincorporatingseveralwell-knowntechniquesispresentedthatavoidstheproblemswiththelinearizedtechniquesastheyaregenerallyused.Thispapercomparesresultsfromthenewmethodwithresultsusingeithertheintegralorderivativemethod.Mathematicallygenerateddatawereusedwithknownkineticparametersforthecomparison.Thispaperdemonstratesthatthenewmethodshowsbetteragreementwiththedatathaneithertheintegralorderivat