【摘要】 用热重红外联用技术对预氧化煤样进行实验，对比分析了煤样氧化升温过程中的特征温度点及逸出气体规律，以此研究煤二次氧化的自燃特性[1]。

热重红外联用技术可以对有机、无机、高分子材料等的热解特性进行研究，通过热重法对样品进行定量分析，通过傅立叶变换红外光谱可以对样品热解产生的挥发气体或分解气体进行定性分析。

实例1：采用热重红外联用技术对预氧化煤样进行实验，对比分析了煤样氧化升温过程中的特征温度点及逸出气体规律，以此研究煤二次氧化的自燃特性[1]。

 

                               

图1：左图为预氧化煤样热重图像，右图为预氧化煤样红外图像

 

煤样在氧化升温前期，由于物理吸附导致TG曲线表现出了增重现象；物理吸附达到平衡之后，出现失重现象，煤样中的水分蒸发，开始发生化学反应，产生CO、CO2等气体；随着温度进一步升高，煤样分子结构中的含氧官能团、烷基侧链等开始裂解，随后，小分子裂解加快，大分子结构断裂，产生化学吸附，吸附量要比产生的气体量多，造成煤样开始增重直至燃烧。煤样氧化升温过程中产生的气体主要是有CO、CO2和H2O(g)。

实例2：通过热重红外联用分析聚酰亚胺阻燃织物热解过程中的热稳定性以及织物热解后逸出气体的成分[2]。

 

         

图2. 左图为几种织物的热重曲线，右图为不同温度条件下聚酰亚胺织物热解产生气体的红外图

 

聚酰亚胺阻燃织物样品初始分解速度在550℃左右，酰亚胺阻燃织物样品剩余质量分数高达60%。温度在200℃和300℃时，在2357cm-1和673cm-1处存在CO2特征吸收峰；温度为600℃时，除存在CO2特征吸收峰外，在2106cm-1和2179cm-1处出现了新的吸收峰，为CO特征吸收峰；在3400cm-1、1640cm-1处出现微弱的特征吸收峰，结合646cm-1处出现的特征吸收峰，表明聚酰亚胺阻燃织物热解后生成了含量较少的H2O。

 

[1] 张辛亥; 卢苗苗; 白亚娥; 秦政,基于热重红外联用的煤二次氧化自燃特性研究[J],矿业安全与环保,2018.

[2] 付立凡; 王丹; 谢春萍; 刘新金; 苏旭中基于热重红外联用法的聚酰亚胺阻燃织物热解行为研究[J],化工新型材料,2020.

 

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