碳化钙的反应活性及其在搅拌球磨机中的化学反应动力学

来源 :北京化工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:RaymanL
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CaC2是一种由Ca2+和[C≡C]2-(碳负离子)组成的离子型化合物,其[C≡C]2-具有很强的碱性和脱水性。探索CaC2的强碱性和强脱水性的有效利用方法具有重要的价值。机械化学作为一门新兴交叉学科在许多领域得到成功的应用,显示出良好的发展前景。但是,由于机械化学本身的复杂性,机械化学反应动力学研究进展缓慢。因此,研究机械化学动力学并探索其反应机理,具有重要意义。  首先,通过研究CaC2与C6Cl6在不同转速下的反应,找出了反应的临界转速,求出了相应反应的机械活化能。之后,通过分析CaC2与C6Cl6(C2Cl6)在不同转速和时间的反应转化率,参考热化学反应动力学方程,推导出了该反应的机械化学反应动力学方程以及经验动力学方程。两类方程均能有效反映反应进度与球磨变量之间的关系,且理论计算值与实验值基本吻合,说明方程具有良好适用性。方程的推导为机械化学动力学研究提供了重要参考。  其次,通过研究搅拌球磨过程中,CaCO3颗粒粒径的变化过程,借鉴Benjaminm模型成功导出了固定转速、固定球料比条件下颗粒粒径随时间变化的方程,以及具有通用性的颗粒粒径随能量密度变化的方程,模型计算值与实验值符合良好,说明两个方程具有适用性。该模型的建立有利于简化碳化钙球磨过程中粒径的计算,达到指导试验和优化工艺的目的。  最后,本文研究了CaC2的强碱性和强脱水性在化学反应中的应用。考察了在强碱性CaC2催化剂以及球磨条件和热化学反应条件下,苯甲醛的歧化反应及酯化反应。结果表明,碳化钙催化效果优良,在机械化学反应过程中,溶剂NMP可明显促进反应的进行,机械化学的效果明显高于热化学。
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