三乙醇胺的非等温热分解反应动力学.pdf

第27卷第4期
化学研究与应用
Vol 27.No 4
2015年4月
Chemical Research and Application
Apr.,2015
文章编号:1004-1656(2015)04-0466-06
ax-SiW1Zn/三乙醇胺的非等温热分解反应动力学
马荣华,付金翠
齐齐哈尔大学化学化工学院,黑龙江齐齐哈尔161006
摘要:合成了Kegn结构锌取代杂多钨硅酸盐三乙醇胺电荷转移配合物a-SiW1Zm/TEA,用元素分析,IR,
XRD和TG-DTG对其进行了表征。同时,采用TG-DTG技术研究了标题化合物在氮气气氛中的热分解机理及
非等温动力学,结果表明,a-SiW1Zn/TEA的分解反应共有3个阶段,第一阶段分解反应的表观活化能Ea与
指前因子nA分别为:4.8kJ?mol'和7.36min1,机理函数为G(a)=a+(1-a)n(1-a);第二步分解过程的
表观活化能Ea与指前因子InA分别为:7.27kJ·mol'和1148min',机理函数为:G(a)=[-ln(1-a)]';第
三步分解过程的表观活化能Ea与指前因子InA分别为17.16kJ?mol'和8.999min'机理函数为:G(a)=1
关键词:杂多钨酸盐;热分解动力学;等转化率法;三乙醇胺
中图分类号:0614.5文献标志码:A
Nonisothermal thermal decomposition reaction kinetics
of o-siw, Zn/triethanolamine
MA Rong-hua", FU Ji
(College of Chemistry and Engneering, Qiqihar University, Qigihar 161006, China)
Atract: Ethanolamine salt of monosubstitued eeopol tun state i Z /TEA was s thesized and it was characterized by
means of elementary analysis, R, RD and TG-D. The thermal decomposition mechanism an kinetic parameters of te decomp
sition reaction for Si Zn/TEA were investigated by TG-DTG. The kinetic parameters of the first-stage decomposition reaction
are: Ea=4.81", ]NA=7 36 min . The most probable mechanistic function, G()=a+(1-0)In(1-a). The kinetic param
eters of the second-stage decomposition reaction are: Ea=7. 27Jmo ,IA= 11.48 min .The most probable mechanistic func-
tion, G(a)=[-in (1-a) The kinetic parameters of the third-stage decomposition reaction are Ea=17 16k. mol,IA
8.999 min". The most probable mechanistic function, G(a)=1-(1-a)
Key words: heteropoly s ates; thermal decomposition kinetics; isoconversional method; triethanolamine
多金属氧酸盐(POM)是一类结构独特、性质子的可设计性与无机分子的稳定性于一体,而且
多样的无机簇状化合物,具有均一、确定的无机多可派生出许多新的特性3们。含氮有机化合物给
聚体结构特点,能够传输和储存电子、质子,可通电子能力强,易与杂多酸借助于非化学键(氢键、
过改变杂多化合物的配位环境提高其活性和选择静电力、范德华力等)形成电荷转移配合物,该类
性2。将有机分子与POM结合不仅可集有机分有机-多酸化合物具有良好的光、电、磁性质
收稿日期:201409-30;修回日期:20141231
基金项目:黑龙江省教育厅基金(12531760)资助
联系人简介:马荣华(1963-),女,敬授,主要从事杂多配合物的合成与应用研究。E-mail:qdmh@163.com
第4期
马荣华,等:-SiIW1Zn/三乙醇胺的非等温热分解反应动力学
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在催化[,、药物及功能材料?等领域具有广吻合。
阔的应用前景。
2.3热分析实验分别采用升温速率β为10、
本文利用 Keggin结构金属取代杂多硅钨酸盐1520℃?min线性升温,以高纯N2气儆载气,流
a-Ks3H[SiW1Zn(H20)0g]?15H20和三乙醇胺速为200mL?min',Al203坩埚。
(TEA)反应合成了电荷转移盐-
(C2H4OH)3NH]la1 Hs ar Siw,l Zn(H20)0y]·2结果和讨论
6H20,并对a-SiW1Zn/TEA在氮气中的热行为和
热稳定性进行了研究,得出了其失水过程和分解2.1红外光谱分析
过程的动力学三因子:活化能、指前因子和机理函
图1为标题化合物的红外光谱。由图1可
数。采用多升温速率的等转化率法求得热失重过见,在700-1100cm出现了杂多阴离子的Si-0
程的表观活化能;再由主曲线法判断热分解反应(97774cm1)、W-0。(916.38cm1)、W-0,-W
的机理函数,进而求得指前因子,以期为a-SiW1(816.32cm1)、W-0。W(710.27cm')4种特征
Zn/TEA的热行为及热稳定性提供依据。
吸收峰,这说明标题化合物仍保持 Keggin结
构
11]
另外,在1450.20cm'处出现N-H的弯曲
1实验部分
振动吸收峰,在2937.26cm'处出现了ucz伸缩振
动吸收峰,在3353.32cm'的位置出现了宽峰,为
1.1仪器与试剂
分子间氢键0H的伸缩振动峰。证明杂多酸盐与
Spector-One型红外光谱仪(美国P.E.公三乙醇胺确实发生了作用形成了电荷转移盐。
司)DF40型热重一差热分析仪(日本岛津)。
2.2Ⅹ射线粉末衍射
C、H、N含量用P.E.2400型元素分析仪测
图2分别为a-SiW1Zn和a-SiW1Z/TEA的
定,Si,Zn,W采用美国 Leeman Lab ICP发射光谱室温固体XRD图。由图2可见,-SiW1Zm/TEA
仪测定,K用原子吸收分光光度法,结晶水数目由具有很好的晶型结构,在2为8.419,1.762,
热重分析得到。所用试剂均为市售分析纯。
25.185,29.134°处出现了与母体g-SiW1Zn类似
1.2化合物的制备
的衍射峰,但与母体杂多酸盐相比,衍射峰的位置
1.21a-KH[ Siwu Zn(H20)0]·15H?20的合及强度发生了变化,说明合成的化合物中有新的
成(记为a-SiW1Zn)按文献[11]的方法合成a-物相生成,证明有机给体与杂多酸阴离子之间发
SiW1Zn,经检测aSiW1Zn的极谱半波电位生了相互作用。形成了电荷转移盐。
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