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(huì)

2014年06月04日

熱分析的綜合簡(jiǎn)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(jiǎn)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(cè)定的物理量，可以測(cè)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(jiǎn)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(jiǎn)介2.1差熱分析法是以某種在一定實(shí)驗(yàn)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(shí)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(cè)物和參比物同等熱量時(shí)，因二者對(duì)熱的性質(zhì)不同，其升溫情況必然不同，通過測(cè)定二者的溫度差達(dá)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(cè)定HZSM-5分子篩表面酸位量的方法用差熱分析法測(cè)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(zhǎng)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(duì)分子篩的酸性測(cè)量，包括酸種類、酸強(qiáng)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(duì)吸附吡啶的HZSM-5分子篩分析，可測(cè)定出分子篩的酸的類型、強(qiáng)度以及酸位量。其操作方法簡(jiǎn)單，定量準(zhǔn)確，可排除吸附質(zhì)的穩(wěn)定性及內(nèi)擴(kuò)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(jī)胺分子，隨著程序升溫，弱酸區(qū)和強(qiáng)酸區(qū)吸附的有機(jī)胺分子分別會(huì)在低溫區(qū)和高溫段脫附，產(chǎn)生兩個(gè)TG失重段和DTA放熱峰。當(dāng)分子篩中一個(gè)酸位吸附一個(gè)有機(jī)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(qiáng)度的依據(jù)。差熱分析法測(cè)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(yùn)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(duì)小麥玉米熱分解過程的影響，并通過對(duì)國(guó)標(biāo)法和差熱分析法的對(duì)比探討了小麥和玉米的水分含量，粗纖維含量和對(duì)應(yīng)DTA曲線峰面積的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:(1)試樣粒度的變化對(duì)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(duì)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(cè)定小麥中水分和粗纖維時(shí)本文選擇最佳升溫速率為10℃/min；在測(cè)定玉米中水分和粗纖維時(shí)本文選擇最佳升溫速率為8℃/min。(3)試樣用量的改變也會(huì)對(duì)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(cè)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(duì)花魔芋精粉的生長(zhǎng)年限進(jìn)行鑒別。在靜態(tài)空氣下對(duì)1～3年生長(zhǎng)期花魔芋精粉的TG-DTG曲線進(jìn)行研究。花魔芋精粉在259.0～261.0℃時(shí)逐漸熱解炭化,在433.0～450.8℃時(shí)開始燃燒。不同生長(zhǎng)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(jiǎn)便地鑒別不同生長(zhǎng)期的花魔芋精粉。熱分析法鑒別不同生長(zhǎng)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(jiǎn)介3.1在程序控制溫度下，測(cè)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(shí)間t為橫坐標(biāo)，可以測(cè)定多種熱力學(xué)和動(dòng)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(jī)物、有機(jī)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(duì)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(cè)中的應(yīng)用差示掃描量熱法在原油蠟含量測(cè)定中的應(yīng)用SolubilityMeasurementUsingDifferentialScanningCalorimetry

差熱分析法>>>發(fā)展以及應(yīng)用3.2①本實(shí)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(duì)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(dòng)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(duì)維氏體基氨合成催化劑進(jìn)行分析得到DSC曲線，測(cè)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(duì)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(diǎn),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(cè)定中的典型應(yīng)用,涉及試驗(yàn)條件的選擇及因試驗(yàn)條件不同導(dǎo)致的試驗(yàn)結(jié)果的差異。主要包括升溫速率、保護(hù)氣體、樣品量、液體樣品的溶劑等條件對(duì)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(cè)中的應(yīng)用

差熱分析法>>>發(fā)展以及應(yīng)用3.2③我國(guó)原油含蠟量較高,蠟含量的測(cè)定為原油管道優(yōu)化運(yùn)行提供相關(guān)數(shù)據(jù),保障原油管道安全運(yùn)行。本文簡(jiǎn)單比較了三種原油蠟含量測(cè)定方法,重點(diǎn)對(duì)差示掃描量熱法進(jìn)行了詳細(xì)闡述。利用差示掃描量熱儀DSC822e進(jìn)行比對(duì)試驗(yàn),對(duì)差示掃描量熱法在原油蠟含量測(cè)定中的準(zhǔn)確性和重復(fù)性進(jìn)行了驗(yàn)證,證明了差示掃描量熱法在實(shí)際應(yīng)用中的可靠性。差示掃描量熱法在原油蠟含量測(cè)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(jiǎn)介4.1熱重分析（ThermogravimetricAnalysis，TG或TGA），是指在程序控制溫度下測(cè)量待測(cè)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(cè)手段。熱重分析在實(shí)際的材料分析中經(jīng)常與其他分析方法連用，進(jìn)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(dòng)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(cè)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(hù)氣氛對(duì)油脂氧化分解溫度的影響;通過油脂的熱重分析法等溫實(shí)驗(yàn),觀察了油脂的氧化誘導(dǎo)時(shí)間。實(shí)驗(yàn)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?dú)鈿夥障?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(zhǎng)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(jī)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(jī)理對(duì)于認(rèn)識(shí)煤自然發(fā)火過程、建立煤自然發(fā)火預(yù)測(cè)理論具有重要的意義。本論文采用理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的研究方法。首先對(duì)比煤分子結(jié)構(gòu)中類似有機(jī)物的氧化性,分析煤分子中易低溫氧化的基團(tuán)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(tuán);在高溫階段,煤分子會(huì)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(jìn)行熱重實(shí)驗(yàn)。根據(jù)煤氧復(fù)合機(jī)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(duì)實(shí)驗(yàn)所得75組TG曲線和DTG曲線進(jìn)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(duì)煤的氧化過程有研究意義的七個(gè)特征溫度點(diǎn),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