十氢十硼酸双四乙基铵热分解特性及其动力学参数

作者：姜帆; 王晓峰^*; 王晓红; 牛余雷; 刘红妮; 薛乐星; 薛云娜

来源：火炸药学报, 2020, 43(01): 57-63.

DOI：10.14077/j.issn.1007-7812.201903011

• 物理化学
• 硼氢化合物
• 十氢十硼酸双四乙基铵
• BHN-10
• 热分解
• 非等温反应动力学

为了解十氢十硼酸双四乙基铵(BHN-10)热分解特性及反应动力学,采用同步热分析-红外质谱联用技术(TG-DSC-MS-FTIR)及热裂解原位池-傅里叶变换红外光谱联用技术(FTIR)对BHN-10热分解过程中间产物和最终产物进行分析;使用Kissinger和Ozawa方法计算两个热分解阶段的动力学参数,并利用Coats-Redfern法拟合得到反应动力学方程。结果表明,BHN-10热分解第一阶段和第二阶段的活化能分别为150.9kJ/mol和161.7kJ/mol;第一阶段受随机成核和核增长机理控制,第二阶段遵从幂级数法则(Mampel power);两阶段的动力学机理函数分别为G(α)=[-ln(1-α)]1/3(n=3)和G(α)=α1/4;BHN-10热分解反应第一阶段质量损失2.9%,与理论脱氢质量损失相一致,此阶段发生B10H102-的脱氢产生氢气和非晶态硼的过程,在热分解第一阶段会生成熔融分解型的中间产物四乙基铵阳离子;第二步反应质量损失39.4%,接近第二阶段气体质量损失的计算值43.4%,是四乙基铵阳离子上的质子转移并通过Hoffman消除反应生成乙烯和Et3N,Et3N进一步分解为C2H6、NH3、H2和碳单质。

• 单位
  西安近代化学研究所