第10卷第4期 2010年8月
过程工程学报
The Chinese Jourmal of Process Engineering
葡萄糖和蔗糖热分解过程的动力学分析
陈颖钦，何晗冰，刘畅，陆小华
(南京工业大学化学与化工学院，材料化学工程国家重点实验室，江苏南京210009
Vol.10 No.4 Aug.2010
摘要：对葡葡糖和蔗糖的热分解过程进行了TG-DTA研究，采用Kissinger法、Friedman法及非线性拟合法获得了分解过程的反应机理和动力学参数。结果表明，简翻糖比点糖更易分解，葡葡糖的分解过程分别为-二级和一级反应，煎糖的分解过程分别为级和级反应，利用非线性拟合法给出了葡葡糖与蔗糖热分解过程的完整反应途径和动力学参数，前萄糖三阶段的活化能分别为132，150和253kJ/mol，指前因子分别为11.6，11.1和19.6s"：煎糖两阶段的活
化能分别为105和229kJ/mol，指前因子分别为8.2和18.6s-关键词：热分析；蔗糖：葡萄糖：分解动力学
中图分类号：0643.12 1前言
文献标识码：A
文章编号：1009-606X(2010)04072006
力学参数方面显示出优势，通过分析不同扫描速率下的
生物质通过热化学转化过程可以将生物质最大限度地转化为可再生能源，其研究日益受到重视，同时，有机碳源经过热化学方法可制备不同表面积和孔结构的多孔碳材料，作为吸附材料或超级电容器的电极材料等[2]，赵家昌等3选取煎糖、葡萄糖、糠醇等碳源制备出了有序中扎族材料，采用微湿含没法通过控制不同碳源及其加入量合成不同的有序中孔碳材料，并进行了孔结构和电化学性能分析。因此，研究有机碳源热化学转化过程中涉及的反应种类、反应动力学等十分必要：葡截糖和蕙糖是生物质热化学转化和有机碳化路线中常涉及的典型物质(45]，董宁宁[6]对碳源的热分解过程进行了研究，得出葡翻糖的热分解过程主要分为3个阶段： 150℃以下为葡萄糖中的自由水脱除阶段，150~200℃为葡萄糖熔融阶段，200~400℃为葡萄糖的热分解过程，并通过气相色谱一质谱联用发现此过程有大量的焦油、 H,O和CO,等低分子化合物生成.而蔗糖的失重发生在温度高于200℃后，薰糖发生脱水缩合反应，生成焦糖，且随温度进一步升高，煎糖进一步碳化、聚合，同时生成COz,CO等气相产物和糠醛类化合物[7]
目前，对于葡萄糖与蘑糖热分解过程的研究大部分
为定性分析，缺少对其分解过程动力学的完整描述 Kissinger法是微分法的一种，微分法的特点是虽然不像积分法涉及难解的温度积分的误差，但需要精确的微商实验数据.Abd-Elrahman等[|用Kissinger法定性分析了 D-意糖和D-葡萄糖的分解过程，但缺少对其动力学参数的定量计算与分析。非线性拟合法在求解复杂反应动
热分析曲线，比较各种可能预设过程的拟合结果，推断最可能的变化过程和机理[910，而使用非线性拟合法计算葡萄糖与蔗糖动力学参数目前的工作还较少，在以上研究基础上，本工作分别采用多种热分析动力学研究方法对葡氢糖和蔗糖的热分解过程进行了探索，得到了各自的热化学动力学方程，并对其分解过程进行了分析比较
2实验
2.1实验材料与试剂
葡萄糖(CsHi2O)，分析纯，国药集团化学试剂有限公司：蔗糖(C2H22O)，分析纯，广东汕头市西陇化工厂 2.2实验方法
样品的热重分析(TG-DTA)使用德国耐驰公司(NETZSCH)的TG209F3热重分析仪，样品量5~8mg，温度范围30~400℃，升温速率为2,510,20℃/min，气氛为氮气，流量20mL/min，端采用带孔盖的AlO；堆璃。
2.3分析仪器与软件
采用NETZSCH公司的热力学软件处理葡萄糖与蔗糖的热分析结果，并根据所选的动力学模型计算其热分解动力学参数
结果与分析 3
3.1TG分析
自前，在使用热分析方法研究化学反应动力学时，
通常选用不同升温速率对样品进行测试，以便进行动力
收稿日期：2010-04-21，修回日期：2010-06-17
基金项目：国家白然科学重点基金资助项目(编号：20736002)：国家自然科学青年基金资助项月(编号：20706028)：国家“十一五”科技支撑计划革金资
000 1110）190600
作者简介：陈钦(1984-)，女，江苏省南京市人，锁上研究生，上业催化专业；刘畅，通讯联系人，Tel:025-83587205,E-mail:changliu@njut.edu.cn. 万方数据