堿式碳酸镁纳米花的热分析干燥动力学研究20100610.doc

碱式碳酸镁纳米花的热分析干燥动力学研究 何昌斌 王宝和 (大连理工大学化工学院，辽宁 大连116012) 摘 要：以六水氯化镁和尿素为原料，采用均匀沉淀法制备出碱式碳酸镁纳米花。在不同干燥介质温度和不同物料床层厚度下，得到碱式碳酸镁纳米花的干燥曲线和干燥速率曲线。采用热分析动力学技术对干燥动力学实验数据进行处理后，得到碱式碳酸镁纳米花的干燥微分机理函数为，干燥积分机理函数为，干燥方程为，干燥速率方程为，干燥速率常数为；指前因子=4.0725min-1，界面蒸发活化能=16.9334kJ/mol，经验常数=30.3135m-1。 关键词：热分析；干燥动力学；碱式碳酸镁；纳米花； 中图分类号：TQ028.6 文献标志码： 文章编号： Thermal Analysis Modelling of Drying Kinetics of Basic Magnesium Carbonate Nanoflowers HE Chang-bin,WANG Bao-he (School of Chemical Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116012, China) Abstract：Basic magnesium carbonate nanoflowers were synthesized by a homogenous precipitation reaction,using MgCl2·6H2O and CO(NH2)2 as raw materials. Drying kinetics experiments of basic magnesium carbonate nanoflowers were made, and the drying curves as well as drying rate curves were obtained at different drying medium temperatures and different wet material bed-layer thicknesses , respectively. The experimental data of drying kinetics were simulated by means of thermal analysis kinetics method, and the drying differential mechanism function, the drying integral mechanism function, the drying equation, the drying rate equationas well as the drying rate constant were obtained. The pre-exponential factor is 4.0725min-1, the activation energy of interface evaporation is 16.9334kJ/mol, and the experimental constantis 30.3135m-1. Keywords：thermal analysis;drying kinetics;basic magnesium carbonate;nanoflowers 引言 碱式碳酸镁是一种重要的无机盐产品,因其良好的填充性及分散性,可用作橡胶制品的优良填充剂和增强剂，可提高橡胶、塑料制品的抗拉强度、抗曲折性及耐磨性，因此，其产品的制备研究越来越受到人们的关注[1]。目前，实验室研究主要集中在高质量纳米级碱式碳酸镁的制备方法上，其中液相化学法是广泛采用的一种制备技术。干燥是液相法制备高质量纳米级碱式碳酸镁的必要步骤。干燥过程直接影响到产品的质量[2-4]。邹积琴等对不同干燥介质温度下碱式碳酸镁纳米花的干燥动力学特性进行了初步研究[5]。本文拟采用热分析动力学技术对不同干燥介质温度和不同物料床层厚度下碱式碳酸镁纳米花的干燥动力学实验数据进行模拟，得到其干燥微分机理函数、干燥积分机理函数、干燥方程、干燥速率方程以及干燥动力学参数。 1 实验部分 1.1 试剂与仪器 试剂：六水氯化镁(MgCl2·6H2O，天津市科密欧化学试剂开发中心)；尿素(CO(NH2)2,天津市福晨化学试剂厂)；聚乙二醇—6000(中国医药集团上海化学试剂厂)。以上试剂均为分析纯。 仪器：扫描电子显微镜(SEM，型号KYKY-2800B，北京中科科仪技术发展有限责任公司)；X射线衍射仪(XRD，型号D/Max2400，CuK α radiation，40kV，40mA，日本理学电机株式会