热重分析法对废旧电路板热解过程动力学和热力学分析

作者：阳宇; 夏勇; 王君; 欧阳少波^*; 熊道陵; 李立清

来源：有色金属科学与工程, 2023, 1-10.

• 废旧电路板
• 热解特性
• 动力学
• 热力学

废旧电路板(SPCB)是一种典型的有机废弃物，可通过热解技术实现其资源化利用。采用热重分析技术(TGA)对其热解特性进行研究，揭示热解过程反应动力学和热力学。实验在氮气气氛下，考察了不同升温速率(5℃/min、10℃/min和15 ℃/min)对SPCB热失重特性的影响，结果表明热解过程主要发生在250℃至400℃温度区间，随着升温速率增大，SPCB热失重(TG)曲线逐渐向高温方向偏移，在对应的热失重速率(DTG)曲线中，存在一个明显的失重峰，且峰值温度不断增加，热滞后现象显著。采用Flynn-Wall-Ozawa(FWO)模型、Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)模型和Friedman(FM)模型进行动力学分析，拟合得到平均表观活化能(Ea)分别为168.46 kJ/mol、167.31 kJ/mol和234.84 kJ/mol，活化能均随转化率增加而相应增大。利用FWO模型对热力学参数进行计算，在相同升温速率下，随着转化率的增大，吉布斯自由能变(ΔG)逐渐降低，对应的焓变(ΔH)和熵变(ΔS)不断增加；同时，在相同转化率时，ΔH和ΔS随升温速率增加稍有降低，而ΔG逐渐增加。

• 单位
  材料学院; 商洛学院; 陕西省尾矿资源综合利用重点实验室; 江西理工大学