维亚佐夫金高级分析

维亚佐夫金分析(Vyazovkin Analysis)是一种无模型(等转化率)的动力学分析方法,用于计算任意温度程序实验中活化能 E(α) 对转化度α依赖关系,其中也包括动态和等温条件。

维亚佐夫金 的高级方法维亚佐夫金方法。

鉴于无模型方法的局限性,必须始终检查该无模型方法是否有效且适用

维亚佐夫金分析属于积分型无模型方法,其中首先必须求出主动力学方程(1)从反应开始到当前转化率α的温度积分(式(1)):

dαdt=A(α)f(α)exp(E(α)RT)\frac{d\alpha}{dt} = A(\alpha) \bullet f(\alpha) \bullet exp\left( \frac{- E(\alpha)}{RT} \right)

温度程序 T(t)(式(2))的时域积分:

0αdαA(α)f(α)=t0texp(E(α)RT(t))dt\int_{0}^{\alpha}\frac{d\alpha}{A(\alpha) \bullet f(\alpha)} = \int_{t_{0}}^{t}{\exp\left( \frac{- E(\alpha)}{RT(t)} \right)dt}

对于在相同转化度 α 下的不同实验,其中ij的数值各不相同,可写出以下公式(式(3)):

t0tαiexp(E(α)RT(t))dt=t0tαjexp(E(α)RT(t))dt\int_{t_{0}}^{t_{\alpha i}}{\exp\left( \frac{- E(\alpha)}{RT(t)} \right)dt} = \int_{t_{0}}^{t_{\alpha j}}{\exp\left( \frac{- E(\alpha)}{RT(t)} \right)dt}

最后,应使以下函数取最小值,以求得活化能 E(α) [1,2](式(4)):

ψ(α)=ijit0tαiexp(E(α)RT(t))dtt0tαjexp(E(α)RT(t))dt\psi(\alpha) = \sum_{i}^{}{\sum_{j \neq i}^{}\frac{\int_{t_{0}}^{t_{\alpha i}}{\exp\left( \frac{- E(\alpha)}{RT(t)} \right)dt}}{\int_{t_{0}}^{t_{\alpha j}}{\exp\left( \frac{- E(\alpha)}{RT(t)} \right)dt}}}

其中tαi是第i 次测量达到转化率 α 时的时间。

必须始终采用维亚佐夫金法模拟曲线,并将其与实验结果进行比较。这种比较有助于验证维亚佐夫金法是否适用于当前反应的分析。

Kinetics Neo

此方法未在Kinetics Neo 中使用。对于加热速率恒定的动态数据,请使用Kinetics Neo 中的Vyazovkin 分析法。

对于任意温度程序,请使用Kinetics Neo 中的Friedman 分析法。

参考文献

Vyazovkin, S.; Dollimore, D. 固体非等温反应活化能等转化率计算中的线性与非线性方法。《化学信息与计算科学杂志》36(1), 42–45 (1996)。https://doi.org/10.1021/ci950062m

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