热重分析仪的影响因素
升温速率:
升温速度越快,温度滞后越严重,如聚本乙烯在N2中分解,当分解程度都取失重10%时,用1℃/min测定为357℃,用5℃/min测定为394℃相差37℃。升温速度快,使曲线的分辨力下降,会丢失某些中间产物的信息,如对含水化合物慢升温可以检出分步失水的一些中间物。
气氛影响:
热天平周围气氛的改变对TG曲线影响显著,CaCO3在真空、空气和CO2三种气氛中的TG曲线,其分解温度相差近600℃,原因在于CO2是CaCO3分解产物,气氛中存在CO2会***CaCO3的分解,使分解温度提高。聚丙希在空气中,150~180℃下会有明显增重,这是聚丙希氧化的结果,在N2中就没有增重。气流速度一般为40ml/min,流速大对传热和溢出气体扩散有利。
挥发物冷凝:
分解产物从样品中挥发出来,往往会在低温处再冷凝,如果冷凝在吊丝式试样皿上会造成测得失重结果偏低,而当温度进一步升高,冷凝物再次挥发会产生假失重,使TG曲线变形。解决的办法,一般采用加大气体的流速,使挥发物立即离开试样皿。
浮力:
浮力变化是由于升温使样品周围的气体热膨胀从而相对密度下降,浮力减小,使样品表观增重。如:300℃时的浮力可降低到常温时浮力的一半,900℃时可降低到约1/4。实用校正方法是做空白试验,(空载热重实验),消除表观增重。
热重分析仪介绍
热重分析法测定氧化物表面羟基密度
所有金属和准金属氧化物的表面都被羟基或离子不同程度地覆盖,它们在氧化物表面发生的吸附过程中起着重要的作用。完全羟基化的二氧化硅含有4.6 OH / nm2,这与二氧化硅的类型和结构特征无关,被视为物理化学常数。对于二氧化硅,降低OH表面密度可改善二氧化硅颗粒的流动特性,在有机介质中的分散性以及与有机材料的键合并降低触变性;对于二氧化钛来说,OH表面密度则预期光催化活性有关。红外-热重分析联用可以做到确定粉末的OH表面密度。
单凭红外光谱很难区分吸附的水和实际的表面羟基,Kellum和***ith使用TGA和改良的Karl Fischer***(MKFR)滴定法分析了各种二氧化硅粉末,以区分粉末样品的物理吸附水和化学结合水。物理吸附的水由MKFR程序确定,而TGA用于检测物理吸附和化学结合的水的总重量损失。因此,通过从总重量损失中减去物理吸附的水的量来确定化学结合的水的量以及随后的OH表面密度。
热重分析仪在物理化学上的应用
物理化学
量热技术,尤其是浸入和流体吸附量热法,气体吸附微量量热法在表面化学领域有着广泛的应用。已被用于评价不同碳材料的化学性质(表面性质、亲水/疏水性、酸/碱性)和物理性质(表面积、孔径分布等),研究金属纤维,真空蒸发膜和单晶的吸附性质,基于PEO,LiI和高表面无机氧化物的复合固态电解液的热性质等。量热技术的发展对热力学的贡献是显而易见的。
它被用于超声实验、薄膜反应热力学和动力学、表面活性剂在固液界面的吸附和热力学、无机阴离子的交换萃取和吸附反应热、荷电金属氧化物/电解液界面的离子吸附的热效应、混合物界面测定、有机液体的热可逆性凝胶化的结构研究、钠溶液在298.15K水-有机混合相中的热化学以及工业中重要的聚合物和胶体在水分散中溶胶-凝胶转变等。DSC是研究固体热性质的惯用的直接测定方法。它被广泛用于计算无定性材料结晶过程的动力学参数、玻璃态结晶刚烷的亚稳态、无定型材料的低温性质、液晶的高压性质以及热容的测定。由扫描和控压扫描量热仪可测定有机液体和聚合物在宽的压力和温度范围内的热物理性质。热分析方法还是研究相平衡及相图的有力工具。
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