[发明专利]一种基于热分析-红外分析联用从复杂反应中计算单一反应动力学的方法

摘要

一种基于热分析‑红外分析联用从复杂反应中计算单一反应动力学的方法，采用热分析‑红外分析联用的测试手段，将热分析产生的气态产物通过红外吸收光谱进行在线检测，实时记录气体产物的红外吸收光谱信息并进行气体成分解析和流量计算；选取能够代表单一反应过程的特征气体产物，提取特征气体单组分的流量数据，经数学处理后转化为“反应转化率‑时间(温度)”的数据点，根据数据点进行单一反应的动力学计算。与现有技术相比，本发明解决了传统热分析动力学由于采用TG或者DSC数据而无法从重合的复杂反应过程中计算单一反应动力学的难题，为复杂反应中单一反应的研究和控制提供了一种实现手段，拓展了热分析动力学的应用范围。

主权项

1.一种基于热分析‑红外分析联用从复杂反应中计算单一反应动力学的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，以固定的升温速率进行热分析‑红外分析联用测试，将热分析产生的气态产物通过红外吸收光谱进行在线检测，实时记录气体产物的红外吸收光谱信息；步骤二，对红外吸收光谱数据进行解析，确定释放气体产物组分的种类，选择能够代表待研究单一反应的特征气体产物，并计算其释放的流量随时间的变化数据，以时间或温度为横坐标、以特征气体的流量数据为纵坐标进行绘图，得到特征气体产物释放流量与时间或温度关系图；步骤三，对步骤二中得到的特征气体产物释放流量与时间或温度关系图中的曲线进行微分运算，得到特征气体单组分的释放流量的微分曲线，每个单一反应的特征气体的释放流量的微分曲线上，均包括一个向上的波峰连接一个向下的波谷；步骤四，在步骤三得到的特征气体的释放流量的微分曲线上，以波峰起始位置即切线向上偏离水平线的位置对应的时间或温度作为反应起始点，以波谷结束位置即切线向下与水平线重合的位置的时间或温度作为反应结束点进行标注；步骤五，在步骤四所确定的反应起始点和反应结束点之间，对步骤二中得到的特征气体产物释放流量与时间或温度关系图中的曲线进行积分运算，得到曲线上任意一点位置对应的累积积分面积数据和总积分面积数据；以时间或温度为横坐标、以各点对应的累积面积与总面积的比值数据为纵坐标绘图，得到特征气体的释放流量的积分曲线，该积分曲线代表反应的转化率与时间或温度的关系；步骤六，将步骤五中得到的特征气体释放流量的积分曲线导出为一系列的数据点，即得到“反应转化率‑时间或温度”的关系数据；步骤七，将步骤六中得到的“反应转化率‑时间或温度”关系数据，利用现有的各种动力学方法进行计算，即可得到所研究单一反应的动力学方程。