Sol-Gel法制备掺Fe莫来石的非等温动力学研究

摘要

为深入了解回转窑结圈的反应动力学机制,结合Sol-Gel法和燃烧法合成了掺杂量(质量分数)为0%、9%、12%和15%Fe的莫来石前驱体。利用DSC、XRD、SEM以及EDS对实验过程的物相转变、微晶变化进行分析,采用非等温动力学模型(KAS、Augis-Bennett方程)和GaussAmp拟合方程计算了活化能E;、Avrami指数n和拟合速率方程f(t)。结果发现,铁的加入会降低莫来石结晶温度,使液相形成温度降低,莫来石纳米晶呈三维扩散长大,晶体由形状良好的等轴球形发展为枝晶状,形成了枝晶互锁结构,对动力学参数进行计算,得E;为941.49 kJ/mol,n为1.46,拟合反应为自催化反应。研究结果表明Fe的加入会促使莫来石反应活化能和液相形成温度降低,导致物料板结,结圈加剧。