真空碳热还原制备碳氧钛的动力学研究

摘要

采用非等温固相模型对碳热还原TiO2历程和动力学条件进行研究.结果表明,真空碳热还原TiO2可分为四个阶段,第一阶段（1 373～1 523 K）主要物相为C和TinO2n-1（n≥5）,第二阶段（1 523～1 673 K）主要物相为C、TiC0.5O0..5和TinO2n-1（2≤n≤4）,第三阶段（1 673～1 833 K）主要物相为C、Ti2O3和TiC0.5O0.5,第四阶段（1 833～1 973 K）主要物相为TiC0.5O1.5;第一阶段动力学方程为α2=kt,受一维扩散控制,表观活化能为113.55 kJ/mol,第二阶段动力学方程为（1-α）1-1=kt,受二级化学反应控制,温度对还原率影响较大,表观活化能为303.36 kJ/mol,第三阶段动力学方程为2[（1-α）1/2-1]=kt,受1.5级化学反应控制,还原剂不足对反应影响较大,表观活化能为53.93kJ/mol,第四阶段动力学方程为1-2α/3-（1-α）2/3=kt,受三维扩散控制,物料疏松成为晶核长大的限制环节,表观活化能为99.22 kJ/mol.