纳米碳酸钙分解动力学研究

发布时间：2017-11-07 02:40

  本文关键词：纳米碳酸钙分解动力学研究

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【摘要】：氧化钙是一种重要的无机材料,广泛用于催化剂、有毒废物处理剂、颜料的生产以及洁净钢冶炼用耐火材料。纳米氧化钙是从上个世纪发展起来的新型纳米材料,已成功应用于制备杀菌剂、吸附剂和催化剂等产品。本文以纳米碳酸钙为研究对象,通过与微米碳酸钙分解动力学进行对比,研究了纳米碳酸钙在空气与二氧化碳气氛下的分解动力学;另外,本文还以纳米碳酸钙为原料,采用了真空热分解法制备纳米氧化钙粉体,并研究了不同热处理工艺对纳米碳酸钙分解所得纳米氧化钙的晶粒尺寸、比表面积、显微结构等性能的影响。得到如下结果:(1)在不同升温速率、不同气氛下,纳米碳酸钙的开始分解温度均比微米碳酸钙开始分解温度低,当两者的分解转换率为74%左右时,两者均可达到最大CO_2逸出速率;(2)纳米碳酸钙在空气和二氧化碳气氛中的分解动力学机理都可以用相边界反应动力学模型函数描述,其机理方程为G(α)=1-(1-α)1/n,在空气和二氧化碳气氛中,n值分别为1.5和2;(3)真空条件下更有利于纳米碳酸钙的分解。在真空条件下,纳米碳酸钙分解后,氧化钙晶体内存在较大的晶格畸变应力,且晶格畸变应力不随温度的变化而变化,从而抑制氧化钙的晶粒长大;在空气中,氧化钙晶体内晶格畸变应力随温度升高逐渐减小,氧化钙晶体逐渐发育完整,氧化钙的平均晶粒尺寸成指数形式增长;(4)空气中制备的氧化钙粉体晶体发育完整,多个氧化钙颗粒之间通过颈部连接烧结在一起,真空中制备的氧化钙粉体晶体中存在大量的细小氧化钙微晶和气孔,整个氧化钙颗粒由多个氧化钙团聚体通过颈部连接在一起组成。同时由于大量纳米级氧化钙微晶的存在,造成真空中制备的氧化钙粉体的活性远高于空气中制备的氧化钙粉体的活性。(5)真空条件下,升温速率对氧化钙的显微结构影响较大,升温速率慢时,氧化钙团聚体之间易发生烧结,升温速率过快时,团聚体内的氧化钙微晶发生烧结。当升温速率控制在10~20℃/min时,制得的氧化钙活性较高;
【学位授予单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ132.32;TB383.1

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：1150516