mno,2热分解制备mn,3o,4的动力学及工艺研究

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1、广西大学硕士学位论文MnO<,2>热分解制备Mn<,3>O<,4>的动力学及工艺研究姓名：胡雪玲申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：文衍宣20070601MnO：热分解制·‘Mn304的动力学覆工艺研究Mn02热分解制备Mn304的动力学及工艺研究摘要Mn304是制备铁氧体和锰酸锂的优质原料。Mn02热分解是制备Mn304的有效途径，而Mn02热分解动力学数据又是优化制备过程、提高产品性能的基础。本文主要用TG／DTA、XRD和SEM研究了Mn02的热分解动力学。TG／DTA和XRD的分析结果表明，Mn02热分解生成Mn304这一过程是分步进行的：500。C．-900。C发

2、生的反应是4Mn02=2Mn203+02t；9004C～1170"C发生的反应是6Mn203=4Mn304+02T。第一步反应4Mn02=2Mn203+02t属于晶核形成与增长控制，随着反应进行晶核数目不断减少，晶核生长是受相界面控制的二维增长。动力学方Il程为G位)=[--InO一口)】j(T<650"C)和G(口)=【一lnO一口)】i(T=650"C)，表观活化能为90．239kj·mol一，指前因子为3．12x104S"1。第二步反应是6Mn203=4Mn304+02t，温度范围为900"C～1170"C，反应过程属于晶核形成与增长控制，在反应过程中晶核数目不断减少，晶核

3、生长方式是受相界面控制的三维增长，热分解动力学方程为lG(口)_【一In(1一口)】i，表观活化能为204．67kJ·mol～，指前因子为4．78x107s．1。在动力学研究基础上，用单因素实验和正交实验研究了分解温度、时间和冷却方式对产品锰含量的影响。制备Mn304的最佳工艺条件为：在1050。C下放入原料后保温反应2．oh，产品在炉外空气中封盖冷却。在此工艺条件下所得产品经化学方法分析其含锰量为71．70％，符合电子级标准。本实验结果可为Mn02分解制备Mn304的制备工艺与过程开发提供基础数Mn02热分解制。‘Mn304的动力学夏工艺研究据和理论指导，具有一定的理论意义和实

4、用价值。关键词：Mn304Mn02热分解动力学II，’西大掣嘎士掌位鼬i文Mn02热分解制—‘Mn304的动力-掌a工艺．研究STUDYONTHEPREPARATIONANDKINETICSOFMn304FROMTHEDECOMPOTIONOFMn02ABSTRACTMn304isagoodmaterialtoprepareferritesandlithiummanganate．Ane仃ectivemethodtoprepareMn304isthedecompositionofMn02inair．Thedataofthedecompositionkineticsisthebasi

5、stooptimizethepreparationofMn304fromMn02．TheresultsfromTG／DTA，XRDandSEMshowthatthedecompositionofMn02includestwosteps．Thefirstdecompositionreactionfrom500"Cto900。Cis4Mn02=2Mn203+02T，anditiscontrolledbythenucleationandgrowth．wherethenumberofcrystalnucleusreducesconstantlywitlltheproceedingofre

6、action，andthecrystalnucleusgrowthatphaseinterfacealongtwo-dimensionaldhcti∞．TheKineticsequationisG(口)=【一ln(1-a)]2(T<650。C)andG@)=[-lnO一口)】-(T=650"C，anditsactivationenergyandpre．exponentialfactoriscalculatedtobe90．239kj·tool。1and3．12×104s-1respectively．Theseconddecompositionreactionis6Mn203=4M

7、n304+02T(900℃～1170。C)，anditskeystepisalsothenucleationandgrowth．Inthisreaction，thenumberofcrystalnucleusreducesconstantlywiththeproceedingofreaction,butthecrystalnucleusgrowthiscontrolledbyphaseinterfacealongIII广西大掣“曩士掌位论文Mn02热分解制·●Mn304的动力掌a